当前课程知识点:高等数学习题课 > 第三章 函数极限 > 第2节 复合函数的极限 Cauchy收敛准则 无穷小量与无穷大量 > 例3.2.1
好 我们来看第一个例子
当x趋于无穷时
这个极限的值
那么当x趋于无穷时
大家看底数极限是1
指数极限是无穷
所以我们说了这是1的无穷型极限
我们前面提到了
这个极限值往往和e有关
那么我们怎么做呢
这样来看一下
这是x趋于无穷
既然是1的无穷型
我把它写成1加上x方加1
好 大家来看分子
分子呢应该是负2
好 这是底数
指数啊 我们赶快配一个它的倒数
也就是负2分之x方加1
好 在这指数是x方
那我还要把原来的新加这个指数
给它乘上来 是吧
这样的话指数是x方
所以这呢再配个x方
大家看现在x趋于无穷时
仍是1的无穷型
但是呢
我这块是x方加1分是负2
这是负2分之x方加1
它们俩是互为倒数的
所以这一部分的极限是e
再看最外层的指数
x方加1分之负2x
当x趋于无穷时
极限是负2
这样我们由刚刚讨论的
复合函数求极限的法则
这样这个极限的值
就是e的负2次方
好 第一个例子我们就讨论到这
下面我们接着来看第二个例子
当x趋向于0时
sinx加cosx的x分之1次方
我们看这
当x趋于0时
底数的极限仍为1
指数的极限仍为无穷
这又是一个1的无穷型极限
那么这样的类型
我们请大家一起来
和我把它配成e的这个极限的形式
也就是1加上sinx加cosx再减1吧
好 这时底数配成了它
指数这
我们大家看 我们马上配一个它的倒数
好 我们原来指数是x分之1
所以这是x分之sinx加cosx减1
好 大家在这呢
需要看一看了
这时底数它的极限仍是e
这是我们在之前就配好的
那现在我要来关心指数的极限了
在指数这一部分中
我们大家看前面有sinx比x
后边有cosx减1比x
这啊 这不得不让我们想起了一个极限
当x趋向于0时
一减cosx比x方极限是2分之1
我想大家一定记得这个极限的值
这里我们写成cosx减1除以x 是吧
所以我在这呢写成减号吧
1减cosx
本来是除以x
那我在这除个x方再乘以一个x
当x趋于0时
sinx比x极限是1
1减cosx比x方极限是2分之1
但注意后边还乘一个x
所以后一部分的极限为0
从而我们得到了指数部分的极限是1
这样这个极限值
就是e的1次方
也就是e
大家注意了
在这道题的书写上
我们经常有一部分的同学
会有一个错误的做法
但仍能得到正确的结论
我们给大家展示一下以儆效尤
我们有同学看了
x不是趋于0时吗
这时cosx是趋1的
所以有同学就这样画等号了
好 那这似乎可以写成
1加上sinx的x分之1次方
好 这时我们又有同学一看
当x趋0
那这个1加sinx
我这配一个sinx分之1次方
好 再来一个sinx比x
这极限 底数的极限是e
指数的极限是1啊
所以答案还是e
这个地方就叫错误的过程
得到正确的结论
那为什么呢
我们前面讲过了
在加减法中
我们有一部分的极限是存在
可以先把它求出来
整体的这个极限是否存在
取决于另一部分
在乘除法中
如果有一部分极限存在不等于0
我可以先求出来
那么在指对数的形式中
我们大家要格外小心
底数和指数要一起求极限
底数的极限是多少
指数的极限是多少
这样我就得到了复合函数的极限
切不可只求其中的一小部分
我把这一小部分的极限求出来
这里是没有这个规则的
这种错误的过程
得到正确的结论
在微积分中十分常见
作为初学者大家一定要小心
当然 更有其他的问题
经常会错误的过程
得到错误的结论
我们在后边将会遇到
所以 我们这里四则运算法则中
哪些情况下可以代换
哪些情况下不能代换
大家一定要小心
接下来我们再看一个第三个例子
当x大于0而趋向于0时
求cos根号x它的x分之1次方的极限
那么当x大于0
而趋向于0时
cos根号x极限是1
底数的极限为1
指数的极限仍为无穷
我们类似刚才的过程
再演绎一遍
好 我们将它配成e的形式
也就是1加上cos根号x减1
好 指数配一个它的倒数
cos根号x减1分之1
好 外边我再构造一个
cos根号x减1 比上x
大家注意了
当x大于0而趋于0时
根号x也是趋于0的
所以这个x我干脆看成根号x的平方吧
这又是我们之前常用的极限
这极限不是别人啊
是负的2分之1
注意是负的
因为分子是cos根号x减1
这样底数的极限是e
指数的极限是负2分之1
最终极限的值
就是根号e分之1
最后 我们还有第四个例子
这里ab是两个正数
a的x分之1次方加b的x分之1次方除以2
外面再x次方
x的极限过程是趋向于正无穷
我们看x趋于正无穷
x分之1趋于0
所以呢 a的x分之1
b的x分之1都趋于1
加起来除以2 底数仍趋1
指数趋于无穷
所以这又是1的无穷型的极限
我们仍然类似刚才的过程
在这啊 干脆这样写吧
1加上2分之a的x分之1减1
这是一部分
写大一点
b的x分之1减1
好 指数这我得配一下
配成这一部分的倒数
那这里就是
好 现在指数还得配回来
这里是a的x分之1减1
加b的x分之1减1除以2
好 外边原本是x次方
我们把它拿到分母来
就是除以x分之1
除以x分之1
大家看到这个形式还觉得熟悉吗
也许你还记得
当t趋于0时
a的t次方减1比t
极限是lna啊
这个前面我们前面讨论过
那么这样x趋于正无穷
x分之1就趋向于0
那么这一部分的极限
就是lna
这一部分的极限就是lnb
所以我们一看底数的极限是e
而指数的极限是2分之1lna加lnb
实际上呢 最终整理一下
这个极限就是根号ab
这个极限值是ab的几何平均数
那是这是在x
趋向于正无穷时得到的结论
我们前面的数列极限啊
实际上做过类似的问题
那么我们来看一看
首先这个结果是否可以推广
我们说a1 a2 an均是正数
那么这个极限
当x趋于正无穷时
a1的x分之1加a2的x分之1
加an的x分之1再除以n
外边再x次方
这个极限值应是多少呢
实际上这个极限值
就是a1 a2 an的几何平均数
也就是n次根号下a1乘a2一直乘到an
这恰好是我们前面讨论的两个数的推广
好 我们再做另一方面的推广
a的x分之1
加b的x分之1再除以2
外面再x次方
我们刚才啊是x趋于正无穷
现在我们x趋于0
刚才我说过了
数列极限我们做过类似的问题
那么这个极限值是多少呢
我们看这里ab是正数
我们设ab这两个数的最大值为a
好 这样a的x分之1
加b的x分之1 除以2
就小于等于把ab都放缩成它的最大值
那这两倍就和分母约掉了
这就是a的x分之1次方
那么大于等于谁呢
这里a的x分之1
b的x分之1
我只保留它取最大值那一项
所以大于等于2分之1倍的a的x分之1
从而我就有2分之a的x分之1
加b的x分之1
再x次方小于等于a
而大于等于2的x次方分之1再乘以a
好 在上式两端令x趋于0
我们就有这个极限值
是等于ab的最大值的
这里我们看到x趋向于0时
极限值是ab的最大值
x趋于正无穷时
这时极限值为ab的几何平均值
那么大家也容易看到
当x趋向于1时
这个极限值就应该是ab的算术平均值
那么当x趋向于别的值时
也能得到ab的某种平均值
好 这个问题我们就讨论到这
-课程序论
--课程序论
-第1节 集合的界与确界
--集合的界的概念
--例1.1.1
--确界的定义
--例1.1.2
--例1.1.3
--例1.1.4
--例1.1.5
--例1.1.6
--例1.1.7
-第1节 练习题--作业
-第2节 函数的性质
--映射与函数定义
--反函数
--例1.2.1
--例1.2.2
--例1.2.3
--例1.2.4
--例1.2.5
--例1.2.6
--例1.2.7
--函数的性质
--例1.2.8
--例1.2.9
--例1.2.10
--例1.2.11
--例1.2.12
--例1.2.13
--例1.2.14
-第2节 练习题--作业
-第3节 几个不等式
--不等式
--重要不等式
-第1节 数列极限的定义
--数列极限的定义
--例2.1.1
--例2.1.2
--例2.1.3
--例2.1.4
--例2.1.5
--例2.1.6
--例2.1.7
--子数列的极限
--例2.1.8
--例2.1.9
--数列极限的性质
--例2.1.10
--例2.1.11
-第2节 数列极限存在的充分条件
--四则运算法则
--例2.2.1
--例2.2.2
--例2.2.3
--夹挤准则
--单调有界定理
--重要极限
--例2.2.4
--例2.2.5
--例2.2.7
--例2.2.8
--例2.2.10
--例2.2.11
--例2.2.12
--无穷大量
--例2.2.13
-第2节 练习题--作业
-第3节 实数理论
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--区间套定理
--定义总结
--例2.3.1
--例2.3.2
--例2.3.3
--例2.3.4
--例2.3.5
--例2.3.6
--例2.3.7
--例2.3.8
--例2.3.9
-第一次单元测试--作业
-第1节 函数极限的定义与性质
--例3.1.2
--例3.1.3
--例3.1.4
--例3.1.5
--例3.1.6
--例3.1.7
--海涅定理1
--海涅定理2
--例3.1.8
--例3.1.9
--例3.1.10
-第1节 练习题--作业
-第2节 复合函数的极限 Cauchy收敛准则 无穷小量与无穷大量
--复合函数的极限
--例3.2.1
--例3.2.2
--例3.2.3
--例3.2.4
--例3.2.5
--例3.2.6
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--无穷大量
--例3.2.8
--例3.2.9
--例3.2.10
-第2节 练习题--作业
-第二次单元测试--作业
-第1节 函数的连续性
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-第1节 练习题--作业
-第2节 闭区间连续函数的性质
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-第2节 练习题--作业
-第3节 函数的一致连续性
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-第3节 练习题--作业
-第三次单元测试--作业
-第1节 数项级数
--引言
--例1
--例2
--例3
--例4
--例5
--例6
--例7
--例8
--例9
--例10
--例11
--例12
--例13
--例14
-第1节 重积分(6月14日之前看完)
--例3.1.2
--例3.1.3
--例3.1.4
--例3.1.5
--例3.1.6
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-期末考试--结课考试