4.2.1 型未定式和型未定式

更新于 2026年10月10日 版权声明
4.2.1  图示型未定式和 图示型未定式

1.图示型未定式

定理4.2.1 如果函数f(x)和g(x)满足:

(1)图示;

(2)f(x)和g(x)在点a的某个去心邻域内可导且g′(x)≠0;

(3)图示存在(或为实数,或为无穷大),

图示

证明 由于图示当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

图示

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

图示

对上式两端取极限,当x→a时,有ξ→a,所以

图示

故 图示,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.

如果图示仍属于图示型,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

图示

例4.2.1 求图示.

解 这是一个图示型未定式,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

图示

例4.2.2 图示.

解 图示

例4.2.3 图示.

解 这是图示型未定式,先用洛必达法则进行求解,得

图示

此时仍为图示型未定式,可继续用洛必达法则进行求解,得

图示

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,得原式图示.

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 求图示.

解 原式为图示型未定式,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.令图示,当x→0+时,t→0.因此有

图示

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)图示;

(2)f(x)和g(x)在图示时都可导且g′(x)≠0;

(3)图示存在(或为实数,或为无穷大),

则

图示

例4.2.5 求图示.

解 图示

2图示型未定式

定理4.2.3 如果函数f(x)和g(x)满足:

(1)图示;

(2)f(x)和g(x)在点a的某个去心邻域内可导且g′(x)≠0;

(3)图示存在(或为实数,或为无穷大),

则图示.

此定理对于x→a+,x→a-,x→∞,x→+∞,x→-∞的情况都是适用的.

例4.2.6 求图示.图示

解

例4.2.7 求图示.

解 这是一个图示型未定式,应用洛必达法则进行求解,得

图示

此时转化为图示型未定式,再次应用洛必达法则进行求解,有

图示

例4.2.8 求图示.

解 这是一个很简单的极限运算,用以前的方法,很容易得到:

图示

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图示型,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图示会产生错误的结论.

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图示型或图示型未定式来计算.下面举例说明.

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