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文档简介
第六节
极限存在准则两个重要极限一、极限存在准则二、两个重要极限三、小结及作业1一、极限存在准则2夹逼准则准则Ⅰ 如果数列xn
,
yn
及
zn
满足下列条件:yn
£
xn
£
zn
(n
=
1,2,3
)lim
yn
=
a, lim
zn
=
a,nfi
¥nfi
¥
nfi
¥那末数列xn
的极限存在,
且lim
xn
=
a.证
yn
fi
a,
zn
fi
a,"e
>0,
$N1
>0,
N
2
>0,
使得当
n
>
N时,
恒有当
n
>
N1时恒有
yn
-
a
<
e,当
n
>
N
2时恒有
zn
-
a
<
e,取
N
=
max{N1
,
N
2
},
上两式同时成立,即a
-
e<
yn
<
a
+
e,
a
-
e<
zn
<
a
+
e,a
-
e
<
yn
£
xn
£
zn
<
a
+
e,即xn
-a
<e
成立,3\
lim
xn
=
a.nfi
¥上述数列极限存在的准则可以推广到函数的极限0(2) lim
g(
x)
=
A, lim
h(
x)
=
A,4准则Ⅰ′
如果当
x
˛
U
(
x0
,
d
)
(或
x
>
M
)时,有(1)
g(
x)
£
f
(
x)
£
h(
x),xfi
x0(
xfi
¥
)xfi
x0(
xfi
¥
)那末
lim
f
(
x)存在,
且等于A.x
fi
x0(
x
fi
¥
)准则1
和准则2称为夹逼准则.注意:利用夹逼准则求极限关键是构造出yn与zn
,并且yn与zn的极限是容易求的.).111n2
+
nn2
+
2+n2
+
1+
+例1
求lim(nfi
¥解,11<<n2
+
1nn2
+
nn2
+
1n2
+
nn+
+
n111
+
nn2
+
n=
limnfi
¥又limnfi
¥=
1,11n1
+n2=
limnfi
¥limnfi
¥=
1,由夹逼定理得151n2
+
11)
=
1.+n2
+
nn2
+
2n2
+
1lim(nfi
¥+
+记住结果:(1)(2)(a
>
0)lim
n
n
=1nfi
¥lim
n
a
=1nfi
¥例2
lim
n
1+
2n
+
3n
+
4nnfi
¥<
4n
4解:
4
<
n
1+
2n
+
3n
+
4n而lim
4
n
4
=
4nfi
¥\
lim
n
1+
2n
+
3n
+
4n
=
4nfi
¥6xx1x2x3xn
xn+12.单调有界准则如果数列xn满足条件x1
£
x2
£
xn
£
xn+1
£
,单调增加x1
‡
x2
‡
xn
‡
xn+1
‡
,单调减少单调数列准则Ⅱ
单调有界数列必有极限.几何解释:AM78例3证明数列
xn
=式)的极限存在.3
+3
+
+3 (n重根证
显然
xn+1
>
xn
,
\
{x
}是单调递增的
;n又
x1
=3
<3,假定
xk
<
3,3
+
xkxk
+1
=<
3
+
3<
3,nfi
¥\
{xn
}是有界的;
\
lim
xn
存在.
xn+1
=
3
+
xn
,x2=
3
+
x
,n+1
nnlim
x2=
lim(3
+
x
),nfi
¥n+1nfi
¥A2
=
3
+
A,解得
A
=
1
+
13
,
A
=
1
-
132
2(舍去)2=
1
+
13
.n\
lim
xnfi¥9(n
=1,2,3,
)2
x=
1
(
x
+
a
)nnn+1例4
设xnfi
¥x1
>0,a
>0,求lim
xn
.nn解:x2
xn+1nnxa=
1
(
x
+
a
)
‡
x=
anxxn+1
=2nx
21
(1+
a
)£
1
(1+
a
)
=12
axn+1
£
xn即nnfi
¥\lim
xn存在,A
=
1
(
A
+
a
),设lim
x
=
A,
由nfi
¥
A
=
–
a
,2
A\
lim
xn
=
a
.nfi
¥10AC二、两个重要极限(1)xlim
sin
x
=
1x
fi
02设单位圆
O,
圆心角—
AOB
=
x, (0
<
x
<
p
)o
xBD作单位圆的切线,得DACO
.扇形OAB的圆心角为x
,DOAB的高为BD
,于是有sin
x
=
BD,
x
=
弧
AB,
tan
x
=
AC
,△AOB的面积<圆扇形AOB的面积<△AOC的面积即
1
sin
x
<
1
x
<
1
tanx,2
2
211\
sin
x
<
x<
tan
x,即cos
x
<sin
x
<1,x
lim
cos
x
=1,xfi
0x\
lim
sin
x
=
1.x
fi
0sin
x
cos
xx
1<\
1
<12例4x
2x
fi
0求
lim
1
-
cos
x
.解2x22
sin2
x原式=limxfi
022(
)2sin2
x2
xfi
0
x=
1
limf
(
x)说明:(1)更一般形式:
lim
sin
f
(
x)
=
1,f
(
x
)fi03=
1xsin
x3xfi
0如
lim(2)不要混淆:limsin
xx=
0.例3xlim
tan
x
=xfi
0x
cos
xxfi
¥lim
sin
x
1xfi
0=1
1
=1lim( 2
)21sin
x2
xfi
0
x=1212=2=
1
.x2例5
lim
arcsin
x
.xfi0解:令t
=arcsin
x,则x
=sin
t
,tt
fi
0
sin
t原式=limt13sin
t1=
limt
fi
0=
1(2)xx
fi
¥lim(1
+
1
)
x
=
en先证lim(1
+1
)n
存在:nfi
¥nn设
x
=
(1
+
1
)n1=
1
+
n
1
+
n(n
-1)1!
n
2!=
1
+1
+
1
(1
-
1
)
+
+
1
(1
-
1
)(1
-
2
)
(1
-
n
-1).2!
n
n!
n
n
nnn14n!n2
+
+n(n
-1)
(n
-
n
+1)
1).2121(1
-+)(1
-1+
1
(1
-n
+1n(n
+1)!
n
+1
n
+
2n
+
2)(1
-n!
n
+12!
n
+11n+1n
+1)
(1
-)
(1
-
n
-1)=
1
+1
+
1
(1
-
)
+
显然
xn+1
>
xn
,
\
{xn
}是单调递增的;nx
<
1
+1
+
1
+
+
11
12n-1<
1
+1
+
+
+21=
3
-2n-12!
n!<
3,\{xn
}是有界的;nfi
¥\lim
xn
存在.n15nfi
¥记为lim(1
+1
)n
=e(e
=
2.71828
)类似地,
xxxfi¥可证:lim
(1+
1
)
x
=
e.1xfi
0注:(1)等价形式:lim(1+
x)
x
=
e1(2)一般形式:lim
(1+
f
(
x))
f
(
x
)
=
ef
(
x
)fi
0x3例6
lim(1+xfi¥3xx
6)
3)2
x
=
lim(1+xfi¥316
x)
3
]6=
lim[(1+xfi
¥x=
e6xxfi
¥例7
求
lim(1-
2
)5
x
.解2-
x)
2
]-10-
x原式=lim[(1+xfi
¥-10=
e例8cot
x1-
x1+
xlim(
)xfi
01-x
2
x
cos
x)
2
x
1-x
sin
x1-
x2
x=
lim(1+xfi
0sin
x17)
2
x
]
1-x1-x
2cosx
x
1-
x2
x=
lim[(1+xfi
02=
e例9x
xlim(sin
1
+
cos
1
)x
.xfi
¥x
xx=
lim[(sin
1
+
cos
1
)2
]
2xfi
¥2xx=
lim
(1+
sin
2
)xfi
¥x18x21sin
2sin
2x
]
x=
lim[(1+
sin
2
)xfi¥=
e例101lim
(3x
+
9x
)xxfi
+¥(
)x1x11
x
3
x
+
1=
lim
9xfi
+¥x19
xfi
+¥
13x
1
3
3xx=
9 lim
1
+0=
9
e
=
9三、小结0asina1
lim
=
1;某过程20201lim
(1
+
a)a
=
e.某过程两个准则夹逼准则;
单调有界准则
.两个重要极限设a
为某过程中的无穷小,作业214(2,3,5)P562(1,2,4),习题1-61(3,4,5,6),思考题求极限122lim
(3x
+
9x
)xxfi
+¥思考题解答x1lim
(3x
+
9
)xfi
+¥(
)x111
xx
3
x
+
1
x
=
lim
9xfi
+¥x23
xfi
+¥
13x
1
3
3xx=
9 lim
1
+=
9
e0
=
9xfi
04、
limx
cot
3
x
=
.一、填空题:.xxfi
01、lim
sinw
x
=.xfi
0
sin
3
x2、lim
sin
2
x
=
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