高等数学中的极限是一个重要的概念,它在微积分和数学分析等领域起着核心作用。
以下是高等数学极限的基础知识:
1. 极限的定义:设函数 f(x) 在某个点 a 的某个邻域内有定义,如果对于给定的任意正数 ε,存在另一个正数 δ,使得当 x 在 (a-δ, a+δ) 的区间内且不等于 a 时,有 |f(x) - L| < ε 成立,则称函数 f(x) 在 x 趋于 a 时的极限为 L,记作 lim(x→a) f(x) = L。这里的 L 可以是一个实数或者正负无穷大。
2. 无穷大与无穷小:当函数 f(x) 在某一点 a 的某个邻域内,当 x 趋于 a 时,若 f(x) 的绝对值可以任意大,则称 f(x) 是 x 趋于 a 时的一个无穷大。若 f(x) 的绝对值可以任意接近零,则称 f(x) 是 x 趋于 a 时的一个无穷小。
3. 极限的性质:a.唯一性:若函数 f(x) 在 x 趋于 a 时存在极限,那么该极限是唯一的。b.保号性:若函数 f(x) 在 x 趋于 a 时的极限存在且大于零(或小于零),那么在 a 的某个邻域内,函数 f(x) 的取值始终大于零(或小于零)。c.有界性:若函数 f(x) 在 x 趋于 a 时的极限存在且有限,那么在 a 的某个邻域内,函数 f(x) 的取值都是有界的。
4. 极限运算法则:a.基本四则运算法则:设函数 f(x) 和 g(x) 在某点 a 的某个邻域内有定义,且 lim(x→a) f(x) = L 和 lim(x→a) g(x) = M,则有以下结论:lim(x→a) [f(x)±g(x)] = L±Mlim(x→a) [f(x)·g(x)] = L·Mlim(x→a) [f(x)/g(x)] = L/M (当 M ≠ 0 时)b.复合函数法则:如果函数 g(x) 在 x 趋于 a 时的极限为 b,函数 f(x) 在 b 处存在极限 L,则复合函数 f(g(x)) 在 x 趋于 a 时的极限为 L。
5. 重要的极限:a.自然对数的基数 e 的极限:lim(x→∞) (1+1/x)^x = eb.正弦函数的极限:lim(x→0) sin(x)/x = 1c.三角函数的极限:lim(x→0) (1-cos(x))/x^2 = 1/2 这些是高等数学中极限的基础知识,极限还涉及到数列极限、级数的收敛性等内容。通过对极限的研究,我们可以更深入地理解和应用微积分和数学分析的相关概念和方法。
高等数学极限是高等数学最基本的概念之一,导数等概念都是在函数极限的定义上完成的。函数极限性质的合理运用。常用的函数极限的性质有函数极限的唯一性、局部有界性、保序性以及函数极限的运算法则和复合函数的极限等等。
方法
①利用函数连续性:
(就是直接将趋向值带入函数自变量中,此时要要求分母不能为0)
②恒等变形
当分母等于零时,就不能将趋向值直接代入分母,可以通过下面几个小方法解决:
第一:因式分解,通过约分使分母不会为零。
第二:若分母出现根号,可以配一个因子使根号去除。
第三:以上我所说的解法都是在趋向值是一个固定值的时候进行的,如果趋向于无穷,分子分母可以同时除以自变量的最高次方。(通常会用到这个定理:无穷大的倒数为无穷小)
当然还会有其他的变形方式,需要通过练习来熟练。
③通过已知极限
特别是两个重要极限需要牢记。
④采用洛必达法则求极限
洛必达法则是分式求极限的一种很好的方法,当遇到分式0/0或者∞/∞时可以采用洛必达,其他形式也可以通过变换成此形式。
洛必达法则:符合形式的分式的极限等于分式的分子分母同时求导。
1.极限定义:设函数 f(x) 在某一点 c 的某个去心邻域内有定义,如果对于任意给定的正数 ε,存在另一个正数 δ,使得当 x 落在 (c-δ, c+δ) 范围内时,都有 |f(x) - L| < ε 成立,那么称 f(x) 当 x 趋近于 c 时的极限为 L,记作 lim(x→c) f(x) = L。
2.极限的性质:极限具有一些重要的性质,例如唯一性、局部有界性、保号性、四则运算性质、复合函数性质等。这些性质对于计算和证明极限的性质非常有用。
3.常见的极限:在高等数学中,有一些常见的极限形式,包括无穷大极限、无穷小极限、级数极限、复数极限等。了解这些极限的性质和计算方法对于解决数学问题非常重要。
4.极限的计算方法:计算极限有多种方法,如代入法、夹逼准则、拉'Hospital法则、泰勒展开等。熟练掌握这些计算方法可以帮助我们更准确、高效地计算极限。
5.极限与连续性:在微积分中,极限与函数的连续性密切相关。函数在某一点处的极限存在且与该点处的函数值相等时,该函数在该点处是连续的。理解极限与连续性的关系对于理解微积分的核心思想非常重要。
一、函数和极限
映射->函数
数列极限->函数极限(无限接近)
函数极限趋近于0->无穷小,函数永远增长->无穷大
函数极限计算和推导方法
无穷小阶数比较
函数映射的伴随增量无穷小变化相随-->函数连续性
函数连续性的推导原则
二、导数和微分
导数:函数伴随因变量无穷小变化的函数值变化规则
函数求导法则
高阶导数
隐函数求导、参数方程求导
微分:函数伴随因变量无穷小变化的函数求值
微分计算方法
三、微分中值定理和导数应用
罗尔定理:极点对导数的反推。
微分中值定理:由函数曲线切线->拉格朗日中值公式:用导数求函数值
中值公式证明反推-->双函数的柯西中值定理:两个函数导数之间的关系。
分子分母分别求导再求极限来确定未定式的值的方法:洛必达法则
泰勒公式:用多级导数多项式来求函数值。
函数单调性与函数曲线凹凸,函数曲线凹凸与拐点
函数极值
弧微分:用切线求微弧线段长度
弧度:角度除以微弧线-->曲率圆,曲率半径、曲率中心