洛必达法则

第二节 洛必达法则

在求图示图示时,若发现fx)和gx)同时趋于0,或同时趋于∞,如图示图示,则上述极限可能存在,也可能不存在.要根据具体的函数来进一步确定,通常把这种极限称为图示图示型的未定式,这种未定式是不能用商的极限运算法则来计算的.在这一节中,可以利用洛必达法则来解决这类问题.

一、“图示”型未定式

定理3.4 (洛必达法则)设函数fx)和gx)满足条件:

1)图示;2)在点a的某个去心邻域a)内都可导,且g′x)≠0;3)图示;则图示).

证 在点x=a处补充定义fx)=gx)=0,则函数fx)与gx)在点x=a点连续.

对任意图示,在以xa为端点的区间上,由柯西中值定理,则在xa之间存在一点ξ,使得图示.

又因为ξxa之间,所以当xa时,有ξa,上式两边取极限,得

图示

将此定理中的xa换成其他的自变量变化过程亦成立,证明从略.

例1 求图示.

解 由洛必达法则,有图示.

例2 求图示.

解 由洛必达法则,图示.

求一个未定式的极限时,如果一阶导数之比还是未定式,只要仍满足洛必达法则的条件,则可以再次使用洛必达法则.倘若结果还是未定式,那么还可以继续使用洛必达法则.

例3 求图示.

图示.二、“图示”型未定式

定理3.5 设函数fx)与gx)满足:

1)在点a的某个去心邻域a)内都可导,且g′x)≠0;2)图示;3)图示;则图示.将此定理中的xa换成其他的自变量变化过程亦成立,证明从略.

例4 求图示.

图示

例5 求图示.(https://www.daowen.com)

图示.

例6 求极限图示n为正整数,λ>0).

图示.三、其他型未定式

例7 求图示.

图示.

例8 求极限图示.

图示.

例9 求图示.

图示,则图示.

例10 求图示.

图示,其中,图示,则图示.

例11 求图示.

图示图示.

例12 求图示.

解 极限图示不存在,不能应用洛必达法则.实际上,图示.

例13 求图示.

解 这是“图示”型未定式,因极限图示不存在,所以有

图示

例14 求图示.

解 先用等价无穷小代换,再用洛必达法则.

图示