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

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2.4.2 极限的四则运算法则在线视频

下一节:2.4.3 极限的四则运算法则的应用

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2.4.2 极限的四则运算法则课程教案、知识点、字幕

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

微积分I课程列表:

导言 课程介绍

-微积分简要介绍

第一章 函数

-1.1 预备知识

--1.1.1 实数简介

--1.1.2本节作业

-1.2 函数的概念

--1.2.1 函数的概念

--1.2.2 本节作业

-1.3 函数的基本特性

--1.3.1 函数的几个特性

--1.3.2 本节作业

-1.4 反函数与复合函数

--1.4.1 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

--1.5.1 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

--1.6.1 经济学中常见的几个函数

--1.6.2 本节作业

-第一章单元练习

--习题训练

--数学实验一 函数图形

第二章 极限与连续

-2.1 数列的极限

--2.1.1 数列极限的描述性定义

--2.1.2 数列极限的分析定义

--2.1.3 本节作业

-2.2 函数的极限

--2.2.1 函数在无穷远处的极限定义

--2.2.2 函数在一点处的极限定义

--课堂思考

--2.2.3 函数在一点处的单侧极限定义

--2.2.4 本节作业

-2.3 无穷小量与无穷大量

--2.3.1 无穷小量的定义及其性质

--2.3.2 无穷小量阶的比较

--课堂思考

--2.3.3 无穷大量的定义

--2.3.4 本节作业

-2.4 极限的性质

--2.4.1 极限的几个性质

--2.4.2 极限的四则运算法则

--课堂思考

--2.4.3 极限的四则运算法则的应用

--2.4.4 本节作业

-2.5 两个重要极限

--2.5.1 极限存在的两个准则(单调有界及两边夹)

--2.5.2 第一重要极限

--2.5.3 第一重要极限应用

--课堂思考(一)

--2.5.4 第二重要极限

--2.5.5 第二重要极限应用

--2.5.6 连续复利模型介绍

--课堂思考(二)

--2.5.7 常见等价无穷小量

--2.5.8 等价无穷小量的代换求极限

--2.5.9 本节作业

-2.6 函数的连续性

--2.6.1 函数连续的定义

--2.6.2 第一类间断点

--2.6.3 第二类间断点

--课堂思考

--2.6.4 连续函数的四则运算与复合运算性质及应用

--2.6.5 最值定理及介值定理

--2.6.6 本节作业

-第二章单元练习

--习题训练

--数学实验二 求极限

第三章 导数与微分

-3.1 导数的概念

--3.1.1 导数定义的引例

--3.1.2 导数的定义

--3.1.3 导数的几何意义

--课堂思考(一)

--3.1.4 可导与连续的关系

--3.1.5 利用定义求函数的导数

--3.1.6 分段函数的导数

--课堂思考(二)

--3.1.7 本节作业

-3.2 求导法则

--3.2.1 导数的四则运算(1)

--3.2.2 导数的四则运算(2)

--课堂思考(一)

--3.2.3 反函数的导数

--3.2.4 复合函数的求导法则

--3.2.5 复合函数的求导示例

--课堂思考(二)

--3.2.6 隐函数的导数

--3.2.7 对数求导法

--课堂思考(三)

--3.2.8 本节作业

-3.3 高阶导数

--3.3.1 高阶导数

--3.3.2 几个常见函数高阶导数

--3.3.3 本节作业

-3.4 函数的微分

--3.4.1 微分的定义

--3.4.2 微分与导数的关系

--3.4.3 微分的几何意义

--课堂思考(一)

--3.4.4 微分的四则运算

--3.4.5 微分的复合运算规则

--3.4.6 微分的复合运算规则的应用

--课堂思考(二)

--3.4.7 微分的应用近似计算

--3.4.8本节作业

-3.5 导数与微分的简单应用

--3.5.1 边际分析

--3.5.2 弹性分析

--3.5.3 经济学中常见的几个弹性

--3.5.4本节作业

-第三章单元练习

--习题训练

--数学实验三 求导数

第四章 中值定理与导数的应用

-4.1 中值定理

--4.1.1 费马引理

--4.1.2 罗尔中值定理

--4.1.3 罗尔中值定理的应用

--课堂思考(一)

--4.1.4 拉格朗日中值定理

--4.1.5 拉格朗日中值定理的应用

--4.1.6 柯西中值定理

--课堂思考(二)

--4.1.7 本节作业

-4.2 洛必达法则

--4.2.1 洛必达法则--0/0型

--4.2.2 洛必达法则--∞/∞型

--课堂思考

--4.2.3 洛必达法则--其他型

--4.2.4 本节作业

-4.3 函数的单调性与极值

--4.3.1 函数的单调性判定

--4.3.2 函数的单调性应用

--课堂思考(一)

--4.3.3 函数的极值--第一判定法

--4.3.4 函数的极值--第二判定法

--课堂思考(二)

--4.3.5 本节作业

-4.4 函数的最值及应用

--4.4.1 连续函数最值求法

--4.4.2 最值的应用

--4.4.3 本节作业

-4.5 函数曲线的凹凸性与拐点

--4.5.1 函数的曲线的凹凸性的定义

--4.5.2 函数的曲线的凹凸性的判定

--课堂思考

--4.5.3 拐点的定义及其求法

--4.5.4 本节作业

-4.6 函数的微分法作图

--4.6.1 函数曲线的水平渐近线

--4.6.2 函数曲线的竖直渐近线

--4.6.3 函数曲线的斜渐近线

--课堂思考

--4.6.4 微分法作图

--4.6.5 本节作业

-第四章单元练习

--习题训练

--数学实验四 求函数最值

第五章 不定积分

-5.1 不定积分的概念与性质

--5.1.1 原函数的概念

--5.1.2 不定积分的概念及性质

--5.1.3 基本初等函数的积分公式

--5.1.4 本节作业

-5.2 换元积分法

--5.2.1 第一换元积分法(一)

--5.2.2 第一换元积分法(二)

--课堂思考(一)

--5.2.3 第二换元积分法(一)

--5.2.4 第二换元积分法(二)

--课堂思考(二)

--5.2.5 本节作业

-5.3 分部积分法

--5.3.1 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

--5.4.1 真分式的分解

--5.4.2 最简分式的积分

--5.4.3 本节作业

-第五章单元练习

--习题训练

--数学实验五 求不定积分

拓展阅读

-1 函数建模应用

-2 极限建模应用

-3 导数建模应用

-4 函数极值建模应用

-5 不定积分建模应用

2.4.2 极限的四则运算法则笔记与讨论

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