你知道數列的極限和函數極限以及無窮大和無窮小及無窮小的比較

2020-12-22 專升本數學學霸

大家好,我是專升本數學學霸,這次我們來討論數列的極限和函數極限以及無窮大和無窮小。那你知道數列的極限和函數極限、無窮大和無窮小以及無窮小的比較呢?沒關係,學霸來幫你來了。

一、數列的極限

講解數列的極限之前,先看看什麼是數列?

數列可以看成幾何上的分散的動點,看成自變量為正整數為n的函數:

當自變量n依次取1,2,3,4,5,……,n,一切正整數數時,函數值就排列成數列{xn}。

設{xn}為一數列,如果存在常數a,對於任意婭給定的正數ε(不論它多麼小),總存在正整數N使得當n>N時,

都成立,那麼就稱常數a是數列{xn}的極限,或者稱數列{xn}收斂於a,記為

收斂數列的性質:

①(極限的唯一性) 如果數列{xn}收斂,那麼它的極限唯一。

②(收斂數列的有界性)如果數列{xn}收斂,那麼收斂{xn}有界。

那麼存在整數N,當n>N時,都有xn>0或xn<0。

④如果數列{xn}收斂於a,那麼它的任一子數列也收斂,且極限也是a。

二、函數的極限

定義① 設函數f(x)在點x0的某一去心領域內有定義,如果存在常數A,對於任意給定正數 ε(不論它多麼小),總存在正數δ,使得當x滿足不定時0<|x-x0|<δ時,對應的函數值f(x)滿足不等式。

那麼常數A就叫做函數f(x)當x→x0時的極限,記住

②設函數f(x)當|x|大於某一正數時有定義,如果存在常數A,,對於任意給定正數 δ(不論它多麼小),總存在正數X,使得當x滿足不等式|x|>X時,對應的函數值f(x)滿足不等式。

那麼常數A就叫做函數f(x)當x→∞時的極限,記住

2.性質

①(函數極限的唯一性)如果 x→x0,f(x)的極限存在,那麼這極限唯一。

②(函數極限的局部有限性)如果 x→x0,f(x)的極限等於A,那麼存在常數M>0和δ>0,使得當0<|x-x0|<δ時,有|f(x)|<=M。

③(函數極限的局部保號性)如果 x→x0,f(x)的極限等於A,且A>0(或A<0),那麼存在常數δ>0,使得當0<|x-x0|<δ時,有f(x)>0(或f(x)<0)。

④(函數極限與數列極限的關係)如果 x→x0,f(x)的極限存在,{xn}為函數f(x)的定義域內任一收斂於x0的數列,且滿足xn≠x0(n∈N+),那麼響應的函數值數列{f(xn)}必收斂,且 (n→∞, f(xn)的極限) = (x→x0,f(x)的極限)

學霸來給你支招來了。

求極限時,當 x 趨近於某個數值x0時,先看看f(x)的定義域,如果x0在該定義域有意義,直接代入計算。如果無意義,再看看f(x)式子,式子f(x)是分式,自變量在分母,極限是無窮大。如果是 x趨近於負數,式子是根式,極限不存在。

求極限時,當X趨近於無窮大∞時,就直接看式子f(x),如果式子f(x)是分式,自變量在分母,極限為0;如果式子是整式和根式,極限直接無窮大∞。

求極限時,如果分子與分母都有自變量,下面就要講到用無窮大和無窮小的求法。

三、無窮大和無窮小

無窮大定義:設函數f(x)在x0的某一去心領域內有定義(或|x|大於某一正數是有定義)。如果對於任意給定的正數 M(不論它多麼大),總存在正數δ(或正數X),只要x適合不等式 0<|x-x0|<δ(或|x|>X),對應的函數值f(x)總滿足不等式:|f(x)|>M ,那麼稱函數f(x)是當x→x0(或 x→∞)時的無窮大。記住:

定理:在自變量的同一變化過程中,如果f(x)為無窮大,那麼 1 / f(x)為無窮小;反之,如果f(x)為無窮小,且f(x)≠0,那麼1/f(x)為無窮大。

2.無窮小

定義:如果函數f(x)當x→x0(或x→∞)時極限為零,那麼稱函數f(x)為當→x0(或x→∞)時的無窮小。

定理:在指不定的同一變化過程x→x0(或x→∞)中,函數f(x)具有極限A充分必要條件是f(x)=A+α,其中α是無窮小。

四、無窮小的比較

無窮小的定義

①如果lim β/α=0,那麼說 β是 比 α高階無窮小 ,記住 β=o(α);

②如果lim β/α=∞,那麼說 β是 比 α底階無窮小;

③如果lim β/α=C≠0,那麼說 β是 與 α同階無窮小;

④如果lim β/(α 的 k次冪)=C≠0,那麼說 β是 與 α的 k 階無窮小;

⑤如果lim β/α=1,那麼說 β 與 α等階無窮小,記住α~β.

無窮小的定理

① β與alp是等價無窮小的充分必要條件為

β=α+o(α)

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