若满足00,∞∞\dfrac 00,\dfrac \infty\infty00,∞∞型,则limf(x)g(x)=limf′(x)g′(x)\lim\dfrac{f(x)}{g(x)}=\lim \dfrac{f'(x)}{g'(x)}limg(x)f(x)=limg′(x)f′(x)
00,∞∞\dfrac 00,\dfrac \infty\infty00,∞∞可直接使用洛必达,∞−∞,0⋅∞,1∞,∞0,00\infty-\infty,0\cdot\infty,1^\infty,\infty^0,0^0∞−∞,0⋅∞,1∞,∞0,00则需转化成00,∞∞\dfrac 00,\dfrac \infty\infty00,∞∞才能使用
若limf′(x)g′(x)\lim \dfrac{f'(x)}{g'(x)}limg′(x)f′(x)仍满足00,∞∞\dfrac 00,\dfrac \infty\infty00,∞∞型,则可继续用limf′(x)g′(x)=limf′′(x)g′′(x)\lim\dfrac{f'(x)}{g'(x)}=\lim \dfrac{f''(x)}{g''(x)}limg′(x)f′(x)=limg′′(x)f′′(x)
洛必达不是万能的,求极限首选无穷小替换,再用洛必达。
求limx→0x−sinxx3\lim\limits_{x\rightarrow0}\dfrac{x-\sin x}{x^3}x→0limx3x−sinx
解:原式=limx→01−cosx3x2=limx→0sinx6x=16limx→0sinxx=16=\lim\limits_{x\rightarrow0}\dfrac{1-\cos x}{3x^2}=\lim\limits_{x\rightarrow0}\dfrac{\sin x}{6x}=\dfrac16 \lim\limits_{x\rightarrow0}\dfrac{\sin x}{x}=\dfrac 16=x→0lim3x21−cosx=x→0lim6xsinx=61x→0limxsinx=61
如果一开始将sinx\sin xsinx替换为xxx,则原式为000,这样是错误的。无穷小替换一般在乘除时可用,但在加减时要慎用。
题1: 求limx→0+lnsin3xlnsin2x\lim\limits_{x\rightarrow0^+}\dfrac{\ln\sin 3x}{\ln\sin 2x}x→0+limlnsin2xlnsin3x
解:原式=limx→0+1sin3x⋅cos3x⋅31sin2x⋅cos2x⋅2=limx→0+3cos3x2cos2x⋅limx→0+sin2xsin3x=32⋅limx→0+2x3x=32×23=1=\lim\limits_{x\rightarrow 0^+}\dfrac{\frac{1}{\sin 3x}\cdot \cos 3x \cdot 3}{\frac{1}{\sin 2x}\cdot \cos 2x \cdot 2}=\lim\limits_{x\rightarrow 0^+}\dfrac{3\cos 3x}{2\cos 2x}\cdot \lim\limits_{x\rightarrow 0^+}\dfrac{\sin 2x}{\sin 3x}=\dfrac 32\cdot \lim\limits_{x\rightarrow 0^+}\dfrac{2x}{3x}=\dfrac 32\times\dfrac 23=1=x→0+limsin2x1⋅cos2x⋅2sin3x1⋅cos3x⋅3=x→0+lim2cos2x3cos3x⋅x→0+limsin3xsin2x=23⋅x→0+lim3x2x=23×32=1
x→0x\rightarrow0x→0,aaa为常数,则cosax\cos axcosax趋近于111
题2: 求limx→+∞xex2x+ex\lim\limits_{x\rightarrow+\infty}\dfrac{xe^{\frac x2}}{x+e^x}x→+∞limx+exxe2x
解:原式=limx→+∞ex2+x2ex21+ex=limx→+∞2ex2+xex22+2ex=limx→+∞2ex2+x2ex22ex=limx→+∞4+x4ex2=limx→+∞12ex2=0=\lim\limits_{x\rightarrow+\infty}\dfrac{e^{\frac x2}+\frac x2e^{\frac x2}}{1+e^x}=\lim\limits_{x\rightarrow+\infty}\dfrac{2e^{\frac x2}+xe^{\frac x2}}{2+2e^x}=\lim\limits_{x\rightarrow+\infty}\dfrac{2e^{\frac x2}+\frac x2e^{\frac x2}}{2e^x}=\lim\limits_{x\rightarrow+\infty}\dfrac{4+x}{4e^{\frac x2}}=\lim\limits_{x\rightarrow+\infty}\dfrac{1}{2e^{\frac x2}}=0=x→+∞lim1+exe2x+2xe2x=x→+∞lim2+2ex2e2x+xe2x=x→+∞lim2ex2e2x+2xe2x=x→+∞lim4e2x4+x=x→+∞lim2e2x1=0
由于(ex)′=ex(e^x)'=e^x(ex)′=ex,所以我们可以用洛必达法则将不含eee的部分通过求导去掉,留下含有eee的部分再求值。
求limx→0(1x2−1xsinx)\lim\limits_{x\rightarrow0}(\dfrac{1}{x^2}-\dfrac{1}{x\sin x})x→0lim(x21−xsinx1)
解:原式=limx→0sinx−xx2sinx=limx→0sinx−xx3=−limx→01−cosx3x2=−limx→0sinx6x=−16limx→0sinxx=−16=\lim\limits_{x\rightarrow0}\dfrac{\sin x-x}{x^2\sin x}=\lim\limits_{x\rightarrow0}\dfrac{\sin x-x}{x^3}=-\lim\limits_{x\rightarrow0}\dfrac{1-\cos x}{3x^2}=-\lim\limits_{x\rightarrow0}\dfrac{\sin x}{6x}=-\dfrac16 \lim\limits_{x\rightarrow0}\dfrac{\sin x}{x}=-\dfrac 16=x→0limx2sinxsinx−x=x→0limx3sinx−x=−x→0lim3x21−cosx=−x→0lim6xsinx=−61x→0limxsinx=−61
此处将∞−∞\infty-\infty∞−∞型转换为00\dfrac 0000型
求limx→0+x2lnx\lim\limits_{x\rightarrow0^+}x^2\ln xx→0+limx2lnx
解:原式=limx→0+lnx1x2=limx→0+1x−2x3=limx→0+−x32x=limx→0+−x22=0=\lim\limits_{x\rightarrow0^+}\dfrac{\ln x}{\frac{1}{x^2}}=\lim\limits_{x\rightarrow0^+}\dfrac{\frac 1x}{-\frac{2}{x^3}}=\lim\limits_{x\rightarrow0^+}-\dfrac{x^3}{2x}=\lim\limits_{x\rightarrow0^+}-\dfrac{x^2}{2}=0=x→0+limx21lnx=x→0+lim−x32x1=x→0+lim−2xx3=x→0+lim−2x2=0
此处将0⋅∞0\cdot\infty0⋅∞型转换为∞∞\dfrac{\infty}{\infty}∞∞型
求limx→1(2−x)1lnx\lim\limits_{x\rightarrow1}(2-x)^{\frac{1}{\ln x}}x→1lim(2−x)lnx1
解:原式=elimx→1ln(2−x)1lnx=elimx→1ln(2−x)lnx=elimx→1−12−x1x=elimx→1−x2−x=e−1=e^{\lim\limits_{x\rightarrow1}\ln(2-x)^\frac{1}{\ln x}}=e^{\lim\limits_{x\rightarrow1}\frac{\ln(2-x)}{\ln x}}=e^{\lim\limits_{x\rightarrow1}\frac{-\frac{1}{2-x}}{\frac1x}}=e^{\lim\limits_{x\rightarrow1}-\frac{x}{2-x}}=e^{-1}=ex→1limln(2−x)lnx1=ex→1limlnxln(2−x)=ex→1limx1−2−x1=ex→1lim−2−xx=e−1
此处将1∞1^\infty1∞型转换为00\dfrac 0000型
当x→1x\rightarrow1x→1时,−x2−x-\dfrac{x}{2-x}−2−xx不满足洛必达法则的要求,不能用洛必达法则,直接等于−1-1−1
求limx→0+xx\lim\limits_{x\rightarrow0^+}x^xx→0+limxx
解:原式=elimx→0+lnxx=elimx→0+xlnx=elimx→0+lnx1x=elimx→0+1x−1x2=elimx→0+−x=e0=1=e^{\lim\limits_{x\rightarrow0^+}\ln x^x}=e^{\lim\limits_{x\rightarrow0^+}x\ln x}=e^{\lim\limits_{x\rightarrow0^+}\frac{\ln x}{\frac 1x}}=e^{\lim\limits_{x\rightarrow0^+}\frac{\frac 1x}{-\frac{1}{x^2}}}=e^{\lim\limits_{x\rightarrow0^+}-x}=e^0=1=ex→0+limlnxx=ex→0+limxlnx=ex→0+limx1lnx=ex→0+lim−x21x1=ex→0+lim−x=e0=1
此处将000^000型转换为∞∞\dfrac{\infty}{\infty}∞∞型
求limx→0(cotx)x\lim\limits_{x\rightarrow0}(\cot x)^xx→0lim(cotx)x
解:原式=elimx→0ln(cotx)x=elimx→0xlncotx=elimx→0lncotx1x=elimx→0−1cotx1sin2x−1x2=elimx→0x2cotxsin2x=elimx→01cotx=elimx→0tanx=e0=1=e^{\lim\limits_{x\rightarrow0}\ln(\cot x)^x}=e^{\lim\limits_{x\rightarrow0}x\ln\cot x}=e^{\lim\limits_{x\rightarrow0}\frac{\ln\cot x}{\frac 1x}}=e^{\lim\limits_{x\rightarrow0}\frac{-\frac{1}{\cot x}\frac{1}{\sin^2 x}}{-\frac{1}{x^2}}}=e^{\lim\limits_{x\rightarrow0}\frac{x^2}{\cot x\sin^2 x}}=e^{\lim\limits_{x\rightarrow0}\frac{1}{\cot x}}=e^{\lim\limits_{x\rightarrow0}\tan x}=e^0=1=ex→0limln(cotx)x=ex→0limxlncotx=ex→0limx1lncotx=ex→0lim−x21−cotx1sin2x1=ex→0limcotxsin2xx2=ex→0limcotx1=ex→0limtanx=e0=1
此处将∞0\infty^0∞0型转换为∞∞\dfrac{\infty}{\infty}∞∞型
上一篇:Vim 常用命令记录
下一篇:一阶微分形式不变性