洛必达法则应用探析*

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  摘要:微积分中对洛必达法则的问題求解应用层次较多,对于简单的问题学生能利用公式进行快速求解。但是,当遇到稍微复杂点的题目,解决的难点随之加大,甚至无从下手。在学习过程中,应从公式定义出发,分析公式应用条件,探究应用技巧,达到灵活应用的目的。
  关键词:极限;洛必达法则;应用
  1 洛必达法则的定义
  定义1:求未定式 型的极限
  洛必达(L’Hospital)法则Ⅰ:若函数f(x)与g(x)满足条件:
  ⑴
  ⑵f(x)与g(x)在点x0的某一空心邻域内可导,且g(x)≠0;
  ⑶
  则
  定义2:求未定式 型的极限
  洛必达(L’Hospital)法则Ⅱ:若函数f(x)与g(x)满足条件:
  ⑴
  ⑵f(x)与g(x)在点x0的某一空心邻域内可导,且g'(x)≠0;
  ⑶
  则
  特别的:在法则(Ⅰ)和法则(Ⅱ)中,把x→x0改为x→∞,仍然成立.
  2 应用洛必达法则的解题步骤
  利用洛必达法则进行题目求解时,可采用如下步骤进行:
  (1)明确题目的类型是 还是 型的未定式;
  (2)分子分母分别求解后再判定极限类型。若不再是 和 就利用一般的极限求解方法进行求解。若还是 或 之一,则再次应用洛必达法则进行求解。
  (3)依次循环步骤(2),直至极限求得。
  3 习题分析
  (1)常见极限的求解问题
  例1
  分析:当x→0时,x2→0,sin2x→0均趋近于0,所以该极限为 型。
  则
  例2
  分析:该题可采用两个重要极限中 的结论进行构造求解,但是解题过程相对复杂:
  通过分析,当x→0时,sin2x→0,sin3x→0均趋近于0,所以该极限为 型,便于计算。
  则
  例3
  分析当 均趋近于+∞,所以该极限为 型。则,
  (2)应用拓展
  1)既然洛必达法则可以解决 和 这两种类型的比值极限,那么借助这个方法可以解决无穷小的比较问题。
  例4 当x→0时,cosx-1与x2是什么无穷小?
  分析:当x→0时,cosx-1→0,x2→0所以可利用 型极限的求法,判定两者的比值极限,进而得到结论。
  所以,当x→0时,cos-1与x2是同阶无穷小。
  2)洛必达法则不仅可以用来解决 型和 型未定式的极限问题,还可以用来解决 等类型的未定式的极限问题。求这几种未定式极限的基本方法就是设法将其转化为 或 型未定式,即可用洛必达法则求极限了.
  例5
  分析:这是一个 型的未定式,设
  可以先求得 的极限,再利用 得到最终答案。
  解: 利用 型洛必达法则求解,得到 。因此,
  4 总结
  使用洛必达法则,应注意如下几点:
  (1)必须检验是否属于 或 未定型,若不是未定型,就不能使用该法则;
  (2)如有可约因子,或有非零极限值的乘积因子,则可先约去或提出,以简化演算步骤;
  (3)当 不存在(不包括∞的情况)时,并不能断定也不存在,此时应使用其他方法求极限.
  参考文献:
  [1]叶永春等.高等数学[M].北京:高等教育出版社,2017.
  [2]同济大学数学系.高等数学[M].北京:高等教育出版社,2010.
  [3]陈广生.高职院校《高等数学》课堂教学最优化研究[J].大众科技,2010,(12).
  [4]熊庆如.高等数学[M].西安:西安交通出版社,2015.
  作者简介:张延利(1980.9-),男,山东莱芜人,硕士,讲师,从事高等数学教学
  基金项目:泸州职业技术学院2015年度院级教改项目(JG-201504);泸州市职业教育研究中心2016年度研究课题(LZJY-2016-18)
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