兩個重要極限,是人們總結出的非常有用的結論。 許多題目都可以轉化到它們身上。

1.

\lim_{x \rightarrow 0}{\frac{sinx}{x}}=1

這個重要極限的框架是:

\lim_{x\rightarrow \triangle}{\frac{sin\diamond}{\diamond}}=1

只要兩個

\diamond

裡的形式完全一致,並且 x 的趨向方式能使得兩個

\diamond

都趨於零,那這個極限就等於 1。 在課本上,這個極限是用夾逼準則證明的,這也是最佳的證明方法。 我們最好不要用洛必達法則,因為在使用洛必達法則時,會遇到 sin x 的求導問題,我們現在當然知道 sin x 的導數是 cosx ,但是事實上(sinx)‘=cosx正是利用這第一個重要極限證明的。 所以一旦用洛必達法則證明了第一個重要極限,會產生迴圈論證的問題。當我們遇到有關三角函式的極限時,要善於往這個重要極限身上考慮,畢竟這個重要極限就是關於三角函式的嘛。 因為這個重要極限中只有正弦,所以當遇到切函式(正切餘切)和割函式(正割餘割)的時候,要嘗試一下能不能透過“切割化弦”,即利用“

tanx=\frac{sinx}{cosx},cotx=\frac{cosx}{sinx},secx=\frac{1}{cosx},cscx=\frac{1}{sinx}

“來解決問題。 而對於餘弦,則可以考慮用二倍角公式的變形

cosx=1-2sin\wedge\frac{x}{2}

來換走它。 當然,我們也不能不管三七二十一地一換了之,有些本不必換走就能做出來的,如果強行換走,會南轅北轍。 所以你的變形一定要有目的地進行,不能亂變一通。下面看一個例題:

極限類題之利用兩個重要極限

還有一個值得注意的例題,極限

\lim_{x \rightarrow 0}{}\frac{sin(xsin\frac{1}{x})}{x}

是不是等於 1 呢?它看起來

確實非常符合上述框架,但它也確實不等於 1。 但是根據函式在

x\rightarrow

x_{0}

時的極限的   

\varepsilon-\delta

定義,函式 f( x )在點

x_{0}

的某一去心鄰域內有定義,而對於那些在去心鄰域內沒有定義的函式,是不能討論極限的。 這個極限

\lim_{x \rightarrow 0}{}\frac{sin(xsin\frac{1}{x})}{x}

的分子上有一個

sin\frac{1}{x}

在 0

\rightarrow

x  時能夠非常頻繁地取到零值,而且 x 越趨於 0,

sin\frac{1}{x}

越頻繁地等於 0,

\lim_{x \rightarrow 0}{}\frac{sin(xsin\frac{1}{x})}{x}

越頻繁地無意義,在 x=0的任何一個去心鄰域內都無法保證一直有意義,所以這個極限是不符合函式極限的定義的。 因此

\lim_{x \rightarrow 0}{}\frac{sin(xsin\frac{1}{x})}{x}

不存在。

2.

\lim_{x\rightarrow \infty}{(1+}\frac{1}{x})^{x}=e

或者

\lim_{x \rightarrow 0}{(1+x)}\wedge\frac{1}{x}=e

這個重要極限的框架是

\lim_{a \rightarrow \Delta}{(1+\frac{1}{\diamond})^{\diamond}=e}

。 只要兩個

\diamond

裡的形式完全一致,並

且 x 的趨向方式能使得兩個 都趨於無窮,那這個極限就等於 e 。當我們看到指數上含有 x 的時候,要善於往這個重要極限身上想。 不過有時候這個指數是“隱形”的,打眼一看沒有指數,比如

\lim_{x \rightarrow 0}{\frac{ln(1+x)}{x}}

。這的確沒有指數,但是我們透過對數的運算性質,就能變出指數:

極限類題之利用兩個重要極限

還是mythtype打的舒服。有時候對數真的挺神奇的~(這道題可不可以用等價無窮小呢?對這道題而言,最好不要,因為既然讓你做這道題,應該出題者的意思是讓你證明它倆是等價無窮小。 你都不知道這個極限是 1,怎麼知道它倆是等價無窮小呢?)

還有的時候,括號裡面並不是

1+\frac{1}{\diamond}

的形式,這就需要我們湊出來。 怎麼湊呢?首先,如果沒分離常數就先分離常數。 分離完常數以後,把分離剩下的那個分式取個倒數放在分母上,應該就是一個

1+\frac{1}{\diamond}

的形式(一般你分出的常數都是 1)。 比如

極限類題之利用兩個重要極限

接下來處理指數。 首先要把指數變成跟剛才分母上一樣的形式,然後再看看跟原本的指數有什麼變化,多加了再減掉,多乘了再除掉。比如

\lim_{x \rightarrow \infty}({\frac{x-2}{x+3}})^{x}

。透過剛才的分離常數,我們變形成了

\lim_{x \rightarrow \infty}({1+\frac{1}{\frac{x+3}{-5}}})^{x}

。所以我們先暫時寫成

\lim_{x \rightarrow \infty}({1+\frac{1}{\frac{x+3}{-5}}})^{}\frac{x+3}{5}

,再跟 x 作比較,發現這個指數比 x 多加了 3,多除以了 5。 所以應該倒回去就應該是

極限類題之利用兩個重要極限

接下來就很容易得到答案

e ^{-5}

。 當然除此之外我們還有一種方法來解決這道題:

極限類題之利用兩個重要極限

一般的,我們有

極限類題之利用兩個重要極限

證明方法就是把上面的過程走一遍。有了這個,我們就瞬間知道

極限類題之利用兩個重要極限

填空直接填,再也不怕咯~有一件神奇的事情是,透過結論能看出,指數上的 d 對這個極限值並沒有影響。

以上兩個重要極限,是解決很多極限問題的鑰匙,有太多題目都可以轉化成這兩種題型,一定要靈活運用。

題目更新:

極限類題之利用兩個重要極限