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一道00型极限的多种解法

2021-09-22李庆娟

理科爱好者(教育教学版) 2021年3期
关键词:极限一题多解

【摘 要】笔者通过对一道型极限问题进行研究,阐述了一题多解的发散思维在极限求解中的应用,进而希望能够激发学生的学习兴趣,培养学生的发散思维能力。

【关键词】极限;一题多解;无穷小;中值定理

【中图分类号】G642;O172  【文献标识码】A  【文章编号】1671-8437(2021)16-0001-02

1   引言

型极限又被称为未定式极限,它是一类重要的极限求解问题,出现在各种极限问题研究中的频率极高,不同的题目采用的方法也不尽相同[1-4],且往往一题多解。在解决这类极限问题时,思路要开阔,应从不同的角度分析问题,从而采用最简便的方法求解出极限。下面以一道典型题目为例,阐述一题多解这种发散思维在极限求解中的重要性。

2   例子及多种解法

例题:

解法1:利用洛必达法则求解,这也是很多初学者首先想到的方法。

原式==

=

=+

=

通过解法1可知,直接利用洛必达法则求解显得比较繁琐,如何使问题简单化呢?一般情况下,我们处理型极限时,往往考虑是否可以结合等价无穷小替换的方法,显然没有直接可替换的项,注意在代数和式子中不要轻易用等价无穷小替换,因为易出错,如极限===0(错解),而利用洛必达法则求出正解为。这里我们拓展思维,可以将极限式子先变形,再利用等价无穷小替换法。

解法2:利用中值定理先进行变形,再结合等价无穷小替换求解。一般情况下,当极限中含有 f(b)? f(a)的结构时,可以考虑利用拉格朗日中值定理进行变形处理,

如下:

原式=(ξ介于sin x与tan x之间,x→0,则ξ→0,eξ→1)

=

=

=

=

解法3:还可以采用“抓头”或者“提尾”法,主要针对极限式子中出现同底指数相减的形式。

用抓头法,即原式=(利用极限运算法则和等价无穷小替换)

=

=

=

=

或者用“抓头”法,即原式=,剩余过程同上。

解法4:直接替换法。我们可以将解法3的思想方法推广为一般结论,出现类似极限问题就可以直接采用等价无穷小替换法求解。

定理:若f(x)=g(x)=A,则a f(x)?a g(x)~a g(x)ln a?

[ f(x)? g(x)],(x→x0)。

证明:

=

=

=1

利用上述结论可得:

=

=

=

解法5:利用麦克劳林公式计算。

首先 tan x=x+x3+o(x3),sin x=x?x3+o(x3),

ex=1+x+x2+x3+o(x3),

故etan x=1+x+x3+o(x3)+[x+x3+o(x3)]2+

[x+x3+o(x3)]3+o(x3)

=1+x+x2+x3+o(x3),

esin x=1+x?x3+o(x3)+[x?x3+o(x3)]2+[x?

x3+o(x3)]3+o(x3)

=1+x+x2+o(x3),

所以==。

3   结束语

综上,笔者研究了一道型极限问题的五种解法,这启发了我们在学习极限求解时要善于总结和归纳各种方法,学会打破常规的思维模式,从而培养创新思维

能力。

【参考文献】

[1]吴赣昌.微积分[M].北京:中国人民大学出版社,2009.

[2]潘福臣,李庆娟等.高等数学[M].吉林:吉林大学出版社,2014.

[3]严子谦.数学分析[M].北京:高等教育出版社,2009.

[4]同济大学应用数學系.高等数学第五版[M].北京:高等教育出版社,2001.

【作者简介】

李庆娟(1980~),女,汉族,吉林榆树人,硕士,大连财经学院副教授。研究方向:大学数学教学与研究。

Several Solutions for a Typical Limit

Qingjuan Li

(School of Management, Da Lian University of Finance and Economics, Dalian, Laoning, 116622)

Abstract: This paper studies a typical integral problem with multiple solutions and elaborates the application of divergent thinking, I hope it can stimulate students interest in learning and cultivate students divergent thinking ability.

Key words: limit; multi- solutions ;infinitesimal; mean value theorem

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