当前课程知识点:微积分(先修课) > 第一章 极限 > 1.6 两个重要的极限 > 1.6.1 两个重要的极限(1)
同学们大家好
欢迎来到大学先修课
微积分课程
今天我们介绍第一章
极限
第六节两个重要极限
在微积分课程中
sinx比上x在x趋向于0
时的极限
与1加x分之一的x次方
在x趋向于无穷时的极限
代表了两种常见的极限类型
也就是
0比0型的分式极限
和1的无穷次方型的
幂指函数极限
这两个极限的结果
对于一些基本极限的计算
和一些基本初等函数的
导数运算都具有重要意义
所以
习惯上
我们称它们为重要极限
在这一讲中
我们主要介绍
求得sinx比上x在x趋向于0
时的值的方法和结论
并利用这个极限值得到了
几个常用的极限结果
我们首先看一下
第一个极限
也就是
sinx比上x在x趋向于0时的极限
在x趋向于0时
我们知道
sinx也是趋向于0的
所以
Sinx比上x在x趋向于0时的极限
是一个分子分母都趋向于0的
极限类型
关于这样的极限问题
我们不能直接利用极限的除法运算
进行求值
关于这个极限
我们可以利用下面的
方法求得它的值是等于1的
我们做一个圆心在原点
半径为1的单位圆
我们从原点出发
做一条射线OC
这条射线
与圆周相交于点B
在这个图中
我们有
三块平面图形
一个就是三角形OAB
一块就是扇形OAB
还有一个就是三角形OAC
从图上可以看出
三角形OAB的面积小于扇形
OAB的面积
而扇形OAB的面积
又小于三角形OAC的面积
三角形OAB的面积利用
两边及其夹角的正弦
我们求出来就是二分之一倍的
sinx
而扇形OAB的面积
利用二分之一R方乘上θ
我们得到它的面积值是x/2
而三角形OAC的面积
利用两个直角边乘积的一半
我们就得到它的面积是1/2倍的tanx
这样我们就得到了1是小于x除
上sinx的
而x除上sinx又是小于1除上cosx的
我们做一个倒数
我们就知道sinx比上x
一方面是大于cosx的
另外一方面是小于1的
因为cosx在x大于0趋向于0时的极限是
等于1的
而1的极限自然就是1
这样我们根据极限的夹逼定理
就知道x大于0趋向于0时sinx
比上x的极限是等于1的
也就是证明了这个函数在0这点的
右极限存在
右极限值等于1
下面我们看一下这个函数
在0这一点的左极限
情况是怎样的
当x小于0趋向于0时
我们利用sinx是个奇函数
那么我们就知道sinx比上x
与sin(-x)比上-x的比值是相等的
当x小于0趋向于0时
那么-x它就大于0趋向于0
所以我们这个极限就等于sinx
比上x在x大于0趋向于0
时的极限
也就等于1
这样我们就得到了
我们第一个重要极限的值
就是sinx比上x在x趋向于
0时的极限是等于1的
下面我们利用这个极限
来做几道例题
例1 求下面两个极限的值
第一个极限就是tanx比上x
在x趋向于0时的极限
第二个是1-cos比上x平方
在x趋向于0时的极限
我们先看第一个
因为tanx比上x我们可以写成
Sinx比上x再乘上1/cosx
在x趋向于0时sinx比上x
的极限是等于1的
1/cosx在x趋向于0时的极限
也等于1
那么利用极限的乘法运算
我们就得到了tanx比上x
在x趋向于0时的极限
是等于1的
我们再来看第二个极限
我们利用倍角公式知道
1-cosx是等于2sin平方x/2
我们为了用上上面的重要极限
我们将这个表达式变形为1/2
乘上括号里面sin(x/2)再除上x/2
整个括号做个平方
因为根据重要极限
我们知道sin(x/2)比上x/2
在x趋向于0时的极限是等于1的
这样我们根据极限的运算法则
就知道第二个极限
它的值是等于是1/2的
利用我们前面得到的sinx比上x
的极限是1
我们就可以得到arcsinx比上x
在x趋向于0时的极限也等于1
同样的利用我们这道例题中得到的
Tanx比上x在x趋向于0时的极限等于1
我们就可以得到arctanx比上x在x
趋向于0时的极限也为1
下面我们来看第二道例题
我们求sin(1-x)比上根下x-1
在x趋向1时的极限
这个分式极限在x趋向于1时
分子分母也都是趋向于0的
所以我们不能直接用除法运算
但是我们知道sin(1-x)
比上1-x在x趋向于1时的极限是
等于1的
所以我们就对这个表达式进行变形
把它除上一个1-x
再乘上一个1-x
那么1-x比上根下x-1
我们可以写出是负的1+根下x
这样我们就利用sin(1-x)比上1-x
的极限是1
而1+根下x在x趋向于1时的极限
是2
所以我们要求的这个极限
就是负的1乘上2
也就等于-2
我们看第三道例题
我们求cosx比上x-二分之π
在x趋向于二分之π时的极限
这仍然是一个在x趋向于二分
之π时分子分母都趋向于0的
分式极限问题
我们做一个变量替换
也就是将x-二分之π记做t
那么x趋向于二分之π就等价
于t趋向于0
分子就变成了cos(π/2+t)
分母就变成了t
根据余弦函数的诱导公式
我们知道cos(π/2+t)是等于
-sint
那么利用前面的重要极限
我们就求出了我们的极限值
就等于-1
下面看一下例4
也就是求(sinx-sin2)除上(2-x)
在x趋向2时的极限
这仍然是一个在x趋向2时
分子分母都趋向于0的分式极限问题
我们利用三角形的和差化积公式
分子就变成了两倍的cos((x+2)/2)
乘上sin((x-2)/2)
我们为了用上重要极限的结果
我们就将它变形为cos((x+2)/2)
乘上sin((x-2)/2)
再除上二分之(x-2)
因为在x趋向2时cos((x+2)/2)
的极限就等于cos2
而sin((x-2)/2)除上(x-2)/2
在x趋向2时的极限
就等于1
所以我们要求的极限值
就是cos2
通过这几道例题
我们知道
在求分式极限时
如果分子分母极限
都等于0时
当表达式中含有三角函数时
我们就想能不能通过做
简单的变形能够与我们知道
的那个所谓的重要极限联系起来
如果能够联系起来
那么我们进一步就可以用上
极限的四则运算法则
从而求出我们要求的极限值
所以说
利用重要极限求极限
是处理简单极限问题时
经常用的一种方法
在这一讲中
我们主要介绍了
利用夹逼定理求得sinx
比上x在x趋向于0时
极限等于1的结果
并通过几道具体的题目
介绍了
这个极限值在求其它极限值
的问题中的应用
我们在处理0比0型的
分式极限时
如果函数中带有三角函数因子
我们就应该考虑是否能用
这里的结果
在下一讲中
我们要介绍
另一个重要极限的内容
谢谢同学们
下一讲再见
-0.1 绪论
--0.1.1 绪论
-1.1 极限概念引例
--第1.1节测试 极限概念引例
-1.2 极限的概念
--第1.2节测试 极限的概念
-1.3 极限的性质
--第1.3节测试 极限的性质
-1.4 极限的运算
--第1.4节测试 极限的运算
-1.5 夹逼定理与单调有界收敛定理
--第1.5节测试(1) 夹逼定理与单调有界收敛定理
--第1.5节测试(2) 夹逼定理与单调有界收敛定理
-1.6 两个重要的极限
--第1.6节测试 两个重要的极限
-1.7 无穷小量
--第1.7节测试 无穷小量
-2.1 连续函数的概念
--第2.1节测试 连续函数的概念
-2.2. 初等函数的连续性结论
--第2.2节测试 初等函数的连续性结论
-2.3 连续函数的性质
--第2.3节测试 连续函数的性质
-3.1 导数与导函数
--第3.1节测试 导数与导函数
-3.2 微分
--3.2.1 微分
--第3.2节测试 微分
-3.3 导数的运算
--第3.3节测试 导数的运算
-3.4 隐函数与参数方程确定的函数的导数、对数求导法
--3.4.1 隐函数与参数方程确定的函数的导数、对数求导法
--第3.4节测试 隐函数与参数方程确定的函数的导数、对数求导法
-3.5 高阶导数
--第3.5节测试 高阶导数
-4.1 极值和极值点
--第4.1节测试 极值和极值点
-4.2 微分中值定理
--第4.2节测试 微分中值定理
-4.3 洛必达法则
--第4.3节测试(1) 洛必达法则
--第4.3节测试(2) 洛必达法则
-4.4 函数单调性的判定
--第4.4节测试 函数单调性的判断
-4.5 函数的极值及其求法
--第4.5节测试 函数的极值及其求法
-4.6 函数的最值及其应用
--第4.6节测试 函数的最值及其应用
-4.7 曲线的凸性和拐点
--第4.7节测试 函数的凸性和拐点
-4.8 曲线的渐近线
--第4.8节测试 曲线的渐近线
-4.9 泰勒(Taylor)公式
--第4.9节测试 泰勒公式
-4.10 原函数与微分方程初步
--第4.10节测试 原函数与微分方程初步
-5.1 定积分问题举例
-5.2 定积分的概念
--第5.2节测试 定积分的概念
-5.3 定积分的基本性质
--第5.3节测试 定积分的性质
-5.4 微积分基本定理
--第5.4节测试 微积分基本定理
-5.5 定积分的几何应用
--第5.5节测试 定积分的几何应用
-5.6 定积分的物理应用
-6.1 换元积分法
--第6.1节测试 换元积分法
-6.2 分部积分法
--第6.2节测试 分部积分法
-6.3 有理函数的积分法
--第6.3节测试 有理函数的积分法
-6.4 定积分应用举例
--第6.4节测试 定积分应用举例
-6.5 反常积分
--第6.5节测试 反常积分
-7.1 无穷级数
--第7.1节测试 无穷级数
-7.2 正项级数
-7.3 比值判敛法和根式判敛法
--第7.3节测试 比值判敛法和根式判敛法
-7.4 一般项级数
--第7.4节测试 一般项级数
-7.5 幂级数
-7.6 函数的幂级数
--第7.6节测试 函数的幂级数
-7.7 泰勒级数
--第7.7节测试 泰勒级数
-7.8 幂级数的简单应用
-8.1 一阶可求解常微分方程
--第8.1节测试 一阶可求解常微分方程
-8.2 一阶线性微分方程
--第8.2节测试 一阶线性微分方程
-8.3 二阶线性常系数微分方程
--第8.3节测试 二阶线性常系数微分方程
-8.4 常系数微分方程简单应用举例
-期末考试
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