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高等数学 ❤️ 第 1 章~第 2 节~极限 ❤️ 极限的计算~使用等效无穷小代换法求极限详解

最编程 2024-06-30 22:25:26
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【精讲】高等数学中利用等价无穷小替换求极限

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专栏:高等数学

目录

【精讲】高等数学中利用等价无穷小替换求极限

导言

一、等价无穷小的概念

二、等价无穷小的性质

三、利用等价无穷小替换求极限

四、举例说明

五、注意事项: 在使用等价无穷小替换时,需要注意以下几点:

必需记忆知识点 

例题(用于熟悉高等数学中利用等价无穷小替换求极限)  

例题1

例题2

例题3

例题4

例题5

例题6

例题7

例题8

例题9

结论


导言

在高等数学中,求极限是研究函数和数列趋向某个值的重要问题。有时候,我们遇到复杂的极限计算,无法直接应用传统的极限运算法则。为了简化计算过程,我们可以利用等价无穷小替换的方法来求解极限。本文将详细解释等价无穷小替换的概念、性质,以及在极限计算中的正确应用。


一、等价无穷小的概念

等价无穷小是指在极限计算中,当自变量趋于某一点时,两个无穷小量之间的差异趋向于零。换句话说,如果函数f(x)和g(x)在x=a处都为无穷小,且lim(x→a) [f(x) - g(x)] = 0,则我们称f(x)和g(x)是等价无穷小。在这种情况下,我们可以用一个无穷小量替代另一个无穷小量,以简化极限计算。


二、等价无穷小的性质

  1. 等价无穷小具有传递性:如果lim(x→a) [f(x) - g(x)] = 0且lim(x→a) [g(x) - h(x)] = 0,则lim(x→a) [f(x) - h(x)] = 0。换句话说,如果f(x)是g(x)的等价无穷小,而g(x)是h(x)的等价无穷小,那么f(x)也是h(x)的等价无穷小。

  2. 常数倍法则:如果lim(x→a) f(x) = 0,则对于任意常数c,lim(x→a) [cf(x)] = 0。这意味着常数倍的无穷小量也是等价无穷小。


三、利用等价无穷小替换求极限

利用等价无穷小替换的方法可以简化复杂极限的计算过程。以下是使用等价无穷小替换求极限的一般步骤:

  1. 首先,根据题目给出的极限表达式,找出可以使用等价无穷小替换的部分。
  2. 确定等价无穷小的形式,并计算等价无穷小的极限值。
  3. 将原极限中的复杂部分替换为等价无穷小,并计算新的极限值。
  4. 最后,得出极限的结果。

四、举例说明

假设我们要计算极限lim(x→0) sin(x)/x。在x趋向0时,分母x趋于0,而sin(x)在x=0处的极限为0。因此,我们可以将sin(x)替换为它的等价无穷小x,得到新的极限lim(x→0) x/x = lim(x→0) 1 = 1。


五、注意事项: 在使用等价无穷小替换时,需要注意以下几点:

  1. 等价无穷小的替换要符合极限的定义,即差异趋向于0。
  2. 替换后的极限结果必须与原极限等价,即两者应该是相等的。

必需记忆知识点 


例题(用于熟悉高等数学中利用等价无穷小替换求极限)  

例题1

例题2

例题3

例题4

例题5

例题6

例题7

例题8

例题9


结论

等价无穷小替换是高等数学中简化极限计算的有效方法。通过将复杂的无穷小量替换为等价无穷小,我们可以简化极限计算过程,并得出准确的极限结果。在应用等价无穷小替换时,需要遵循替换的准则,并保证替换后的极限结果与原极限等价。这个方法在高等数学和相关领域的数学问题中有广泛的应用。


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