极限求值 - 数学乐
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极限求值. "求值" 的意思是计算……的值. 在上面的例子里,极限是2,因为函数趋近2。
但这样说是不够的! 其实有很多方法去求精确的答案。
我们来看看其中几个: ...
极限(求值)
你应该先去阅读极限(入门)
简略重温极限
有时我们不能直接计算一个事物的值……可是我们可以去看看越来越接近它时的情形!
例子:
(x2−1)
(x−1)
求x=1的值:
(12−1)
(1−1)
=
(1−1)
(1−1)
=
0
0
0/0不好做!没有人知道0/0是多少(它是"不确定的"),所以我们要另辟蹊径。
我们不直接求在x=1的值,我们趋近它来看看:
例子(续):
x
(x2−1)
(x−1)
0.5
1.50000
0.9
1.90000
0.99
1.99000
0.999
1.99900
0.9999
1.99990
0.99999
1.99999
……
……
现在我们看到当x越来越接近1的时候,
(x2−1)
(x−1)
越来越接近2
这很有趣:
在x=1,我们不知道答案(它是不确定的)
但我们也知道答案越来越接近2
我们想说:"答案就是2",但我们不能这样说,所以数学家用一个特别的名词来形容这个情况:"极限"
当x趋近1时,
(x2−1)
(x−1)
的极限是2
用符号来写就是:
这是用一个特别的说法来说:"不管在那里是什么,但x越来越接近1时答案便越来越接近2"
在图上是这样的:
因此,实际上我们不能说在x=1时的值是多少。
但我们可以说:"趋近1时,极限是2。
"
极限求值
"求值"的意思是计算……的值
在上面的例子里,极限是2,因为函数趋近2。
但这样说是不够的!
其实有很多方法去求精确的答案。
我们来看看其中几个:
一、代入变量的值
首先要尝试的方法是代入变量的值,来看看可不可以直接算出答案(换句话说,代换)。
试试一些例子:
例子
代入
行吗?
(1−1)/(1−1)=0/0
10/2=5
在第一个例子里,代换法不管用,但在第二个例子里我们很容易得到答案。
二、因式
我们可以尝试因式分解。
例子:
因式分解(x2−1)为(x−1)(x+1),我们得到:
我们现在可以代入x=1来求极限:
三、共轭
若函数是个分数,把上面和下面乘以共轭可能会有帮助。
共轭是把
把两个项之间的正负号倒转:
以下是一个用共轭来求极限的例子:
在x=4,函数是0/0,不太好!
我们来重排一下:
上面和下面都乘以上面的共轭:
用简化上面:
简化上面:
上面和下面消去(4−x):
结果是:
大功告成!
四、在无穷大的极限和有理函数
有理函数是两个多项式的比:
例如,在这里P(x)=x3+2x−1,Q(x)=6x2:
如果我们知道函数的次数,我们便可以知道函数的极限是0、正无穷大、负无穷大或很容易地用系数计算出极限来。
去阅读在无穷大的极限来了解更多。
五、正式方法
正式方法是去证明可以把"x"无限接近"a"来无限接近答案。
去极限(正式定义)来了解更多
在无穷大的极限微积分索引
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