高中数学极限公式大全-高中数学极限公式汇总
高中数学极限公式大全 别整那些废话,直接上干货。高中数学里的极限,实际上就那一套,背熟了赶明儿,考试根本不用想复杂,一眼就能看穿。 常数与无穷 先说那些最基础的。$1 to 1$,$0 to 0$,$a to a$。
这些一眼就能看出来,要不就题目特坑你,让你去求 $0 cdot infty$ 这种不定型。 最费事的就是 $infty - infty$ 和 $infty cdot 0$。
记住一个技巧,把它们凑成 $frac{0}{0}$ 要么 $frac{infty}{infty}$ 的样子。
比如求 $lim_{x to infty} (sin x + cos x)$,原式等于 $lim frac{sin x + cos x}{1}$,$infty/1$ 得 $infty$,但这是错的,出于分子震荡。
这时候得把分子拆开,变成 $frac{sin x}{1} + frac{cos x}{1}$,这样 $sin x$ 和 $cos x$ 有界,极限就是 $0 + 0 = 0$。 还有那个 $frac{0}{0}$ 型。洛必达法则就是为此生的。分子分母求导,再求导,直到变不出为止。但这玩意儿只能算一次,算过了还得会换。
还有 $frac{infty}{infty}$ 型,只要用洛必达,分母变导数,分子变导数。 关键极限 这几个公式是绕不开的天菜。$lim_{x to 0} frac{sin x}{x} = 1$ 和 $lim_{x to infty} (1 + frac{1}{x})^x = e$ 是绝对核心。 $ln(1+x)$ 的极限也挺关键,记得 $1 cdot 0 = 0$ 也不是啥好兆头。
比如 $lim_{x to 0} frac{ln(1+x)}{x} = 1$。
还有 $lim_{x to 0} (1 + x)^{frac{1}{x}} = e$,这个要记成 $1^1 = e$ 的变形。 幂指函数的极限公式也不能忘。
特别是 $lim_{x to infty} (1 + frac{1}{x})^x = e$ 还有 $lim_{x to infty} left(frac{1}{1 + frac{1}{x}}right)^x = e$。 关键极限的变形 $lim_{x to 0} frac{e^x - 1}{x} = 1$,这个时常考,记得写成 $e cdot frac{e^x - 1}{xe} implies lim frac{e^x-1}{x} = 1$。 还有 $lim_{x to 0} frac{ln(1+x)}{x} = 1$ 和 $lim_{x to 0} frac{e^x - 1}{x} = 1$ 这两个一起用,时常一起出现。 特殊函数的极限 三角函数、对数函数、指数函数的极限,一般手算不算难,但写过程好办晕。
比如 $lim_{x to 0} sin x = 0$,$lim_{x to 0} cos x = 1$。 接下来是变限积分,这是重点。$lim_{x to infty} int_x^infty f(t) dt = 0$,这个在积分法里用得多。
还有 $lim_{n to infty} int_0^x f(t) dt = int_0^x lim_{n to infty} f(t) dt$,把极限移进去算。 常用极限公式 再列几个常考的。$lim_{x to infty} frac{1}{x^k} = 0$ ($k > 0$)。$lim_{x to 0} (1+x)^{frac{1}{x}} = e$。$lim_{x to infty} (1 + frac{1}{x})^x = e$。$lim_{x to infty} (frac{1}{1 + frac{1}{x}})^x = e$。 还有 $lim_{n to infty} left(1 + frac{a}{n}right)^n = e^a$。
这个 $a$ 是任意实数。 分段函数极限 分段函数求极限,务必看分段点两边。
要是是 $a_n = n^2$ 这种多项式,极限是 $infty$。
要是是 $a_n = n$,极限是 $infty$。 要是是 $lim_{n to infty} frac{1}{n}$,极限是 0。
要是分子分母都是无穷大,比如 $n to infty$ 时 $frac{n^2+1}{n+1}$,等于 $infty$,出于分子分母同阶,提公因式约掉剩 $n$,还是无穷大。 无穷小与无穷大 无穷小的定义,就是当 $x to 0$ 时,极限为 0。无穷大的定义,就是当 $x to 0$ 时,极限为 $infty$。 无穷小和无穷大的性质,比如和为零,则无穷小是必保的;积为零,则无穷小是必保的。
还有,无穷小乘常数,还是无穷小;常数乘无穷小,还是无穷小。 未定式处理策略 遇到极限,先判断类型。$0/0$ 用洛必达;$infty-infty$ 拆分;$infty cdot 0$ 改成分式;$1^infty$ 取对数;$0^0$ 取对数;$1^infty$ 取对数。 比如求 $lim_{x to 0} (1 + sin x)^{frac{1}{sin x}}$。取对数 $ln$,得 $ln(1 + sin x)^{frac{1}{sin x}} = frac{ln(1+sin x)}{sin x}$,这是 $frac{0}{0}$ 型,用洛必达,分子分母求导,得 $frac{cos x}{cos x} = 1$,故此原式是 $e^1 = e$。 再比如 $lim_{x to 0} (1 + x)^{frac{1}{x}}$,取对数得 $frac{1}{x} ln(1+x)$,洛必达得 1,故此是 $e$。 定积分的极限 定积分左右极限,$lim_{x to a^+} int_x^b f(t) dt$ 和 $lim_{x to a^-} int_a^x f(t) dt$。 还有积的极限,$lim_{n to infty} int_0^n f(x) dx = int_0^infty f(x) dx$。 应用实例 举个例子,求 $lim_{x to 0} frac{sin x}{x}$。
这是 $0/0$ 型,用洛必达,$frac{cos x}{1} to 1$。
要么用关键极限 $frac{sin x}{x} = frac{sin x}{1} = frac{sin x}{tan x} cdot frac{tan x}{x} = cos x cdot 1 to 1$。 再比如求 $lim_{n to infty} sum_{k=1}^n frac{1}{n+k}$。
这是定积分,变成 $int_0^1 frac{1}{x+1} dx = [ln(x+1)]_0^1 = ln 2$。 常见陷阱 最好办掉进去的坑是 $0 cdot infty$ 和 $frac{0}{0}$ 的处理。别急着凑,先观察。
比如 $lim_{x to 0} x sin frac{1}{x}$。
这是 $0 cdot infty$ 型,变形为 $frac{x}{1/sin(1/x)}$,分子分母分子分母同乘,要么用关键极限,结局是 0。 还有 $lim_{x to 0} x^{x^x}$,这是 $0^0$ 型,取对数,$ln x cdot ln x^x = ln x cdot x ln x = x (ln x)^2$,当 $x to 0$ 时,$ln x to -infty$,$x to 0$,乘积是 $0 cdot infty$ 型,洛必达得 0。 总结 高中数学的极限,归根结底就是那些公式。背熟了那几个关键公式,遇到不定式先判断类型,类型对了就用对东西。$0/0$ 用洛必达,$1^infty$ 取对数,$0^0$ 取对数,这些都要娴熟。 分段函数看左右极限,无穷小乘常数还是无穷小,无穷大乘无穷小得无穷大,无穷大除以无穷小得不定型。把这些条条框框记住,考试时遇到极限题,根本上能写对一半,剩下的看过程也行,要么用计算器。 别为了啥“起初”、“其次”而浪费工夫,数学是演算出来的,不是列出来的。公式背熟了,思路自然就通了。
这就行了,赶紧回去做题吧。
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