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时间:2020-06-06
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1、含有加减运算未定式中的等价代换杨玉华 一、预备知识 我们以为例,对其它的极限过程仍成立。 1)无穷小:若,则称当时为无穷小。 2)等价无穷小:若,且,则称当时与为等价无穷小,记为~。 3)无穷小等价代换定理:当时,,,均为无穷小,且~,~。如果存在,则存在且有 使用无穷小等价代换定理,可使极限运算简化,例如: 例1:求解:当时,~~由无穷小等价代换定理可知 此极限亦可借助于罗比塔法则求解,但麻烦多了。再如 例2:解:当时,~~ 上述求极限过程使用等价的因子之间是乘积或相除的关系,等价代换可以任意使用,不会出现什么问题。但若这些因子间是
2、相加或相减的关系,使用等价代换就会出现问题。例如,求。 此题正确解法是使用罗比塔法则,如下: 若直接使用无穷小等价代换,就会出现如下情况: 为什么会出现这种情况呢?因为当时与不等价,所以不能利用等价代换定理。对含有加减运算的不定式,何时可以用无穷小等价代换定理呢?下面的讨论就回答了这个问题。 二、形如的不定式 以下我们用到的均为时的无穷小量。以型为例给出使用条件。 结论1:当时,~,~,~且存在,,则也存在且=。 证明:由知~~由无穷小等价代换定理可知,结论1成立。 注意,结论1中的条件是不能少的,否则结论不成立。 有了结论1,再求
3、含有加减运算未定式的极限就简便多了。 例3:求 解:∵ ∴ 例4:求 解:∵ ∴ 例5:求极限 解:∵ ∴ 若,则结论1不能直接用,需要选取适当的和。 结论2:设,在x0的某个领域内具有n+1阶连续导数,且不恒为零。,分别为,的n次泰勒多项式,且±≠0。当时,~,~,则(1)当时,~;(2)若存在,则存在,且=。 证明:(1)由泰勒公式有 从而有 即时,~,~。又~,所以~。 (2) == 其中所以结论成立。 此结论的使用,需要掌握泰勒公式,和罗比塔法则相比,优点不是很突出。所以当我
4、们遇到时,~的未定式,首先考虑用罗比塔法,而结论2只是给大家介绍一种方法。 例6:求 解: ∴=
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