求极限是高等数学中的一个重要概念,尤其在考研等高等级数学考试中频繁出现。以下是几种常见的求极限方法:
利用定义求极限
根据极限的定义,对于函数`f(x)`,如果存在一个实数`L`,对于任意给定的正数`ε`,都存在一个正数`δ`,使得当`0 < |x - a| < δ`时,有`|f(x) - L| < ε`,则称`lim_(x→a) f(x) = L`。
利用柯西准则求极限
柯西准则指出,一个数列`{x_n}`收敛的充要条件是对于任意给定的正数`ε`,存在一个自然数`N`,使得当`n > N`时,对于任意的自然数`m`,都有`|x_n - x_m| < ε`。
利用极限的运算性质及已知的极限来求
例如,利用极限的四则运算法则,和差化积、积化和差等。
利用不等式即夹逼定理求极限
如果能够找到一个函数`g(x)`,使得`0 ≤ |f(x)| ≤ g(x)`,并且`lim_(x→a) g(x) = 0`,那么`lim_(x→a) f(x) = 0`。
利用变量替换求极限
例如,对于`lim_(x→a) f(x)`,可以令`x = g(t)`,然后求`lim_(t→a) f(g(t))`。
利用两个重要极限来求极限
如`lim_(x→0) sin(x)/x = 1`和`lim_(x→∞) (1 + 1/x)^x = e`。
利用单调有界必有极限来求
如果函数`f(x)`在区间`I`上单调且有界,则`f(x)`在`I`上有极限。
利用函数连续得性质求极限
如果函数在某点连续,则函数在该点的极限等于函数在该点的函数值。
用洛必达法则求极限
当极限形式为`0/0`或`∞/∞`时,可以通过求导数的方式来计算极限。
用泰勒公式来求极限
对于某些复杂的函数,可以通过泰勒级数展开来近似计算极限。
以上方法中,有些方法如洛必达法则和等价无穷小替换,在考研中特别重要,需要熟练掌握。