4.2.1 型未定式和型未定式
1.
型未定式
定理4.2.1 如果函数f(x)和g(x)满足:
(1)
;
(2)f(x)和g(x)在点a的某个去心邻域内可导且g′(x)≠0;
(3)
存在(或为实数,或为无穷大),

证明 由于
当x→a时的极限和f(a)与g(a)的函数值无关,所以先定义辅助函数

在a的某个邻域内任取一点x,那么在以a和x为端点的区间上,函数f1(x)和g1(x)满足柯西中值定理的条件,故有

对上式两端取极限,当x→a时,有ξ→a,所以
![]()
故
,证完.
在一定条件下,通过分子、分母分别求导再求极限来确定未定式的值的方法称为洛必达法则.
如果
仍属于
型,且f′(x)和g′(x)满足洛必达法则中f(x)和g(x)的条件,则可以继续使用洛必达法则,即
![]()
例4.2.1 求
.
解 这是一个
型未定式,当x→0时,sinx和x在点0的去心邻域内满足洛必达法则中的条件(1)和(2),所以有
![]()
例4.2.2
.
解 ![]()
例4.2.3
.
解 这是
型未定式,先用洛必达法则进行求解,得

此时仍为
型未定式,可继续用洛必达法则进行求解,得

此时不是未定式,不能应用洛必达法则进行求解,可根据函数极限的四则运算法则,得原式
.
注:在每次应用洛必达法则时都要检查是否满足条件,否则可能导致错误结论.(https://www.daowen.com)
例4.2.4 求
.
解 原式为
型未定式,可直接运用洛必达法则进行求解,但对分子分母求导相对麻烦,可以对它进行适当变换.令
,当x→0+时,t→0.因此有
![]()
从例4.2.3和例4.2.4可以看出,洛必达法则不一定是求极限的最好办法,通常是把洛必达法则和前面学过的求极限方法结合使用.
定理4.2.2 如果函数f(x)和g(x)满足:
(1)
;
(2)f(x)和g(x)在
时都可导且g′(x)≠0;
(3)
存在(或为实数,或为无穷大),
则
![]()
例4.2.5 求
.
解 
2
型未定式
定理4.2.3 如果函数f(x)和g(x)满足:
(1)
;
(2)f(x)和g(x)在点a的某个去心邻域内可导且g′(x)≠0;
(3)
存在(或为实数,或为无穷大),
则
.
此定理对于x→a+,x→a-,x→∞,x→+∞,x→-∞的情况都是适用的.
例4.2.6 求
.
解
例4.2.7 求
.
解 这是一个
型未定式,应用洛必达法则进行求解,得

此时转化为
型未定式,再次应用洛必达法则进行求解,有

例4.2.8 求
.
解 这是一个很简单的极限运算,用以前的方法,很容易得到:
![]()
在求解极限的过程中不能盲目使用洛必达法则,此式从表面上看也是
型,但是由于它不符合洛必达法则的条件,所以直接运用洛必达法则计算
会产生错误的结论.
未定式中还有一些其他类型,也都可以通过简单的变换化成前面所讨论的
型或
型未定式来计算.下面举例说明.