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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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