当前课程知识点:微积分I > 第二章 极限与连续 > 2.4 极限的性质 > 2.4.2 极限的四则运算法则
同学们
上次我们介绍了函数极限的几个基本性质
今天我们将介绍函数极限的四则运算法则
极限理论可分为两个部分
一、 是极限概念
二、是极限计算
在理解极限概念的基础上
可进一步讨论极限的计算问题
一般来说
利用极限与无穷小的关系
由无穷小的代数运算性质可以方便的
导出极限的四则运算法则
而利用极限的四则运算法则
可以将初等函数的极限计算问题
转化为基本初等函数的极限计算
从而只需求出基本初等函数的极限
就可计算出很大一部分初等函数的极限
下面我们来看极限的四则运算法则
一、 函数和的极限
定理1
如果 lim f( x )= A , lim g( x )=B 则
lim [ f( x )± g( x )] 存在
并且有 lim [ f( x )± g( x )]= A±B = lim f( x )± lim g( x )
证明
此处利用极限与无穷小的关系
来证明该运算法则
因为 lim f( x )= A , lim g( x )= B
由极限与无穷小的关系可以知道
f( x )= A + α( x )
g( x )= B + β( x )
其中 lim α( x )= 0 , lim β( x )= 0
于是两边相加得到 f( x )± g( x )
等于[A + α( x )]±[B + β( x )]
等于[A ± B ]+[α( x ) ± β( x )]
由无穷小的代数运算性质知道
α( x ) ± β( x ) 也是无穷小
再结合极限与无穷小的关系
有lim [ f( x )± g( x )]= A± B= lim f( x )±lim g( x )
下面我们对定理1的意义进行分析和讨论
1. 对定理1条件的理解
定理1的条件是
在自变量同一变化过程中
两个单项极限均存在
即 lim f( x )= A ,lim g( x )= B
只有在两个单项极限都存在的条件下
两极限的和lim f( x )± lim g( x )才有意义
此时才能考虑极限和
是否等于和的极限的问题
反之
若两个单项极限有一个不存在
则极限和lim f( x )± lim g( x )没有意义
自然也没有确定结果
但此时两函数和的极限
lim [ f( x )± g( x )] 却可以有意义
也有可能存在
2. 对定理1结论的理解
定理结论可分为定性和定量的两个部分
定性结论是说
和的极限 lim [ f( x )± g( x )]存在
此结论通常用于判别和函数极限的存在性
定量结论是指
和的极限等于极限的和
即lim [ f( x )± g( x )] = lim f( x )± lim g( x )
此结论通常用于和函数极限的计算
3. 定理1的推广
由归纳法原理
定理1
可推广至有限多个函数的和的情形
但是不能推广至无穷多个函数的和的情形
即无穷多个函数的和的极限
未必等于各函数极限的和
下面学习函数乘积的极限
定理2
如果lim f( x )= A ,lim g( x )= B
则lim[ f( x )·g( x )] 存在
并且有lim [f( x )·g( x )]=A·B=lim f( x )·lim g( x )
由归纳法可知定理2
可推广至有限多个函数的乘积的情形
需注意的是
定理2 不能推广至无穷多个函数的乘积情形
及无穷多个函数的乘积的极限未必等于
各函数极限的乘积
推论1 幂的极限运算性质
如果 lim f( x )存在 ,而n为正整数
则lim[ f ( x )]ⁿ= [lim f( x )] ⁿ
推论2 如果 lim f ( x )存在
而 C 为常数, 则 lim C f( x )= C lim f( x )
这表明常数 C 可从极限号中提出
由复合函数的极限运算法则
还可以得到如下更具有一般性的结果
若lim f( x )= A > 0 则对一切实数 μ
有lim[ f ( x )] ^μ =[ lim f ( x )] ^μ =A ^μ
下面我们学习函数商的极限
定理3
如果
lim f( x ) = A ,lim g( x ) = B 且 B ≠ 0
则 lim f(x) /g(x) 存在
并且有 lim f(x) /g(x)=A/B=lim f(x) /lim g(x)
分析由极限与无穷小的关系
为证明此商的极限运算法则
可设法证明在自变量的一定趋向下
γ (x)= f(x) /g(x) - A/B 是无穷小
即可说明该结论
具体过程此处不展示
用极限四则运算法则讨论和计算函数极限
首先需要注意的是
这些法则都是在一定条件下成立的
应用时应注意考察相应条件是否满足
只有当运算法则条件满足时
才能应用这些法则进行计算
下边我们做一个总结
同学们
今天我们主要介绍的是极限的四则运算法则
包括和的运算 乘积的运算 商的运算
下次我们将具体讨论函数极限的计算
本讲关于极限四则运算法则的内容
到此为止
谢谢大家
-1.1 预备知识
--1.1.2本节作业
-1.2 函数的概念
--1.2.2 本节作业
-1.3 函数的基本特性
--1.3.2 本节作业
-1.4 反函数与复合函数
--1.4.2 本节作业
-1.5 基本初等函数与初等函数
--1.5.2 本节作业
-1.6 经济学中几个常见的函数
--1.6.2 本节作业
-第一章单元练习
--习题训练
-2.1 数列的极限
--2.1.3 本节作业
-2.2 函数的极限
--课堂思考
--2.2.4 本节作业
-2.3 无穷小量与无穷大量
--课堂思考
--2.3.4 本节作业
-2.4 极限的性质
--课堂思考
--2.4.4 本节作业
-2.5 两个重要极限
--课堂思考(一)
--课堂思考(二)
--2.5.9 本节作业
-2.6 函数的连续性
--课堂思考
--2.6.6 本节作业
-第二章单元练习
--习题训练
-3.1 导数的概念
--课堂思考(一)
--课堂思考(二)
--3.1.7 本节作业
-3.2 求导法则
--课堂思考(一)
--课堂思考(二)
--课堂思考(三)
--3.2.8 本节作业
-3.3 高阶导数
--3.3.3 本节作业
-3.4 函数的微分
--课堂思考(一)
--课堂思考(二)
--3.4.8本节作业
-3.5 导数与微分的简单应用
--3.5.4本节作业
-第三章单元练习
--习题训练
-4.1 中值定理
--课堂思考(一)
--课堂思考(二)
--4.1.7 本节作业
-4.2 洛必达法则
--课堂思考
--4.2.4 本节作业
-4.3 函数的单调性与极值
--课堂思考(一)
--课堂思考(二)
--4.3.5 本节作业
-4.4 函数的最值及应用
--4.4.3 本节作业
-4.5 函数曲线的凹凸性与拐点
--课堂思考
--4.5.4 本节作业
-4.6 函数的微分法作图
--课堂思考
--4.6.5 本节作业
-第四章单元练习
--习题训练
-5.1 不定积分的概念与性质
--5.1.4 本节作业
-5.2 换元积分法
--课堂思考(一)
--课堂思考(二)
--5.2.5 本节作业
-5.3 分部积分法
--课堂思考
--5.3.2 本节作业
-5.4 有理函数的积分
--5.4.3 本节作业
-第五章单元练习
--习题训练




