第一种:利用函数连续性:lim f(x) = f(a) x->a
(就是直接将趋向值带出函数自变量中,此时要要求分母不能为0)
第二种:恒等变形
当分母等于零时,就不能将趋向值直接代入分母,可以通过下面几个小方法解决:
第一:因式分解,通过约分使分母不会为零。
第二:若分母出现根号,可以配一个因子使根号去除。
第三:以上我所说的解法都是在趋向值是一个固定值的时候进行的,如果趋向于无穷,分子分母可以同时除以自变量的最高次方。(通常会用到这个定理:无穷大的倒数为无穷小)
当然还会有其他的变形方式,需要通过练习来熟练。
第三种:通过已知极限
特别是两个重要极限需要牢记。
扩展资料
有些函数的极限很难或难以直接运用极限运算法则求得,需要先判定。下面介绍几个常用的判定数列极限的定理。
1.夹逼定理:(1)当x∈U(Xo,r)(这是Xo的去心邻域,有个符号打不出)时,有g(x)≤f(x)≤h(x)成立
(2)g(x)—>Xo=A,h(x)—>Xo=A,那么,f(x)极限存在,且等于A
不但能证明极限存在,还可以求极限,主要用放缩法。
2.单调有界准则:单调增加(减少)有上(下)界的数列必定收敛。
在运用以上两条去求函数的极限时尤需注意以下关键之点。一是先要用单调有界定理证明收敛,然后再求极限值。二是应用夹挤定理的关键是找到极限值相同的函数 ,并且要满足极限是趋于同一方向 ,从而证明或求得函数 的极限值。
3.柯西准则
数列收敛的充分必要条件是任给ε>0,存在N(ε),使得当n>N,m>N时,都有|am-an|<ε成立。
如何求数列极限如下:
设 {Xn} 为实数数列,a 为定数.若对任给的正数 ε,总存在正整数N,使得当 n>N 时有∣Xn-a∣<ε 则称数列{Xn} 收敛于a,定数 a 称为数列 {Xn} 的极限。
读作"当 n 趋于无穷大时,{Xn} 的极限等于 或 趋于 a"。
若数列 {Xn} 没有极限,则称 {Xn} 不收敛,或称 {Xn} 为发散数列。
该定义常称为数列极限的 ε-N定义。
对于收敛数列有以下两个基本性质,即收敛数列的唯一性和有界性。
定理1:如果数列{Xn}收敛,则其极限是唯一的。
定理2:如果数列{Xn}收敛,则其一定是有界的。即对于一切n(n=1,2……),总可以找到一个正数M,使|Xn|≤M。
任意性:
不等式|Xn-a|<ε刻划了Xn与a的无限接近程度,ε愈小,表示接近得愈好;而正数ε可以任意地小,说明Xn与a可以接近到任何程度。然而,尽管ε有其任意性,但一经给出正整数N,ε就暂时地被确定下来,以便依靠它来求出ε,又ε既是任意小的正数。
那么ε/2,ε的平方等等同样也是任意小的正数,因此定义中不等式|Xn-a|<ε中的 ε可用ε/2,ε的平方等来代替。同时,正由于ε是任意小正数,我们可限定ε小于一个确定的正数。另外,定义1中的|Xn-a|<ε也可改写成|Xn-a|≦ε。
折叠相应性:
一般说,N随ε的变小而变大,由此常把N写作N(ε),来强调N是依赖于ε的;但这并不意味着N是由ε所唯一确定的,因为对给定的 。
比如当N=100时,能使得当n>N时有|xn-a|<ε,则N=101或更大时此不等式自然也成立.这里重要的是N的存在性,而不在于它的值的大小.另外,定义1中的,n>N也可改写成n≧N。
一、利用极限四则运算法则求极限。函数极限的四则运算法则:设有函数,若在自变量f(x),g(x)的同一变化过程中,有limf(x)=a,limg(x)=b,则。lim[f(x)±g(x)]=limf(x)±limg(x)=a±b。lim[f(x)・g(x)]=limf(x)・limg(x)=a・b。lim==(b≠0)。(类似的有数列极限四则运算法则)现以讨论函数为例。对于和、差、积、商形式的函数求极限,自然会想到极限四则运算法则,但使用这些法则,往往要根据具体的函数特点,先对函数做某些恒等变形或化简,再使用极限的四则运算法则。方法有:1.直接代入法。对于初等函数f(x)的极限f(x),若f(x)在x点处的函数值f(x)存在,则f(x)=f(x)。直接代入法的本质就是只要将x=x代入函数表达式,若有意义,其极限就是该函数值。2.无穷大与无穷小的转换法。在相同的变化过程中,若变量不取零值,则变量为无穷大量。圳它的倒数为无穷小量。对于某些特殊极限可运用无穷大与无穷小的互为倒数关系解决。(1)当分母的极限是“0”,而分子的极限不是“0”时,不能直接用极限的商的运算法则,而应利用无穷大与无穷小的互为倒数的关系,先求其的极限,从而得出f(x)的极限。(2)当分母的极限为∞,分子是常量时,则f(x)极限为0。3.除以适当无穷大法。对于极限是“”型,不能直接用极限的商的运算法则,必须先将分母和分子同时除以一个适当的无穷大量x。4.有理化法。适用于带根式的极限。二、利用夹逼准则求极限。函数极限的夹逼定理:设函数f(x),g(x),h(x),在x的某一去心邻域内(或|x|>n)有定义,若①f(x)≤g(x)≤h(x)。②f(x)=h(x)=a(或f(x)=h(x)=a),则g(x)(或g(x))存在,且g(x)=a(或g(x)=a)。(类似的可以得数列极限的夹逼定理)。利用夹逼准则关键在于选用合适的不等式。三、利用单调有界准则求极限。单调有界准则:单调有界数列必有极限。首先常用数学归纳法讨论数列的单调性和有界性,再求解方程,可求出极限。四、利用等价无穷小代换求极限。常见等价无穷小量的例子有:当x→0时,sinx~x。tanx~x。1-cosx~x。e-1~x。ln(1+x)~x。arcsinx~x。arctanx~x。(1+x)-1~x。等价无穷小的代换定理:设α(x),α′(x),β(x)和β′(x)都是自变量x在同一变化过程中的无穷小,且α(x)~α′(x),β(x)~β′(x),lim存在,则lim=lim。五、利用无穷小量性质求极限。在无穷小量性质中,特别是利用无穷小量与有界变量的乘积仍是无穷小量的性质求极限。六、利用两个重要极限求极限。使用两个重要极限=1和(1+)=e求极限时,关键在于对所给的函数或数列作适当的变形,使之具有相应的形式,有时也可通过变量替换使问题简化。七、利用洛必达法则求极限。如果当x→a(或x→∞)时,两个函数f(x)与g(x)都趋于零或趋于无穷小,则可能存在,也可能不存在,通常将这类极限分别称为“”型或“”型未定式,对于该类极限一般不能运用极限运算法则,但可以利用洛必达法则求极限。
还有三个月就是毕业生们答辩的时间了,但是很多毕业生们目前连选题都还没有选好。时间紧迫,我立马为大家精心整理了一些大学数学系本科毕业论文题目,供毕业生们参考! 1、导数在不等式证明中的应用 2、导数在不等式证明中的应用 3、导数在不等式证明中的应用 4、等价无穷小在求函数极限中的应用及推广 5、迪克斯特拉(Dijkstra)算法及其改进 6、第二积分中值定理“中间点”的性态 7、对均值不等式的探讨 8、对数学教学中开放题的探讨 9、对数学教学中开放题使用的几点思考 10、对现行较普遍的彩票发行方案的讨论 11、对一定理证明过程的感想 12、对一类递推数列收敛性的讨论 13、多扇图和多轮图的生成树计数 14、多维背包问题的扰动修复 15、多项式不可约的判别方法及应用 16、多元函数的极值 17、多元函数的极值及其应用 18、多元函数的极值及其应用 19、多元函数的极值问题 20、多元函数极值问题 21、二次曲线方程的化简 22、二元函数的单调性及其应用 23、二元函数的极值存在的判别方法 24、二元函数极限不存在性之研究 25、反对称矩阵与正交矩阵、对角形矩阵的关系 26、反循环矩阵和分块对称反循环矩阵 27、范德蒙行列式的一些应用 28、方阵A的伴随矩阵 29、放缩法及其应用 30、分块矩阵的应用 31、分块矩阵行列式计算的若干方法 32、辅助函数在数学分析中的应用 33、复合函数的可测性 34、概率方法在其他数学问题中的应用 35、概率论的发展简介及其在生活中的若干应用 36、概率论在彩票中的应用 37、概率统计在彩票中的应用 38、概率统计在实际生活中的应用 39、概率在点名机制中的应用 40、高阶等差数列的通项,前n项和公式的探讨及应用 41、给定点集最小覆盖快速近似算法的进一步研究及其应用 42、关联矩阵的一些性质及其应用 43、关于Gauss整数环及其推广 44、关于g-循环矩阵的逆矩阵 45、关于二重极限的若干计算方法 46、关于反函数问题的讨论 47、关于非线性方程问题的求解 48、关于函数一致连续性的几点注记 49、关于矩阵的秩的讨论 _ 50、关于两个特殊不等式的推广及应用 51、关于幂指函数的极限求法 52、关于扫雪问题的数学模型 53、关于实数完备性及其应用 54、关于数列通项公式问题探讨 55、关于椭圆性质及其应用地探究、推广 56、关于线性方程组的迭代法求解 57、关于一类非开非闭的商映射的构造 58、关于一类生态数学模型的几点思考 59、关于圆锥曲线中若干定值问题的求解初探 60、关于置信区间与假设检验的研究 61、关于周期函数的探讨 62、函数的一致连续性及其应用 63、函数定义的发展 64、函数级数在复分析中与在实分析中的关系 65、函数极值的求法 66、函数幂级数的展开和应用 67、函数项级数的收敛判别法的推广和应用 68、函数项级数一致收敛的判别 69、函数最值问题解法的探讨 70、蝴蝶定理的推广及应用 71、化归中的矛盾分析法研究 72、环上矩阵广义逆的若干性质 73、积分中值定理的再讨论 74、积分中值定理正反问题‘中间点’的渐近性 75、基于高中新教材的概率学习 76、基于最优生成树的'海底油气集输管网策略分析 77、级数求和的常用方法与几个特殊级数和 78、级数求和问题的几个转化 79、级数在求极限中的应用 80、极限的求法与技巧 81、极值的分析和运用 82、极值思想在图论中的应用 83、几个广义正定矩阵的内在联系及其区别 84、几个特殊不等式的巧妙证法及其推广应用 85、几个重要不等式的证明及应用 86、几个重要不等式在数学竞赛中的应用 87、几种特殊矩阵的逆矩阵求法
函数的极限求解方法如下:
1、利用函数连续性。
limf(x)=f(a)x->a(就是直接将趋向值带出函数自变量中,此时要要求分母不能为0)
2、恒等变形。
当分母等于零时,就不能将趋向值直接代入分母,可以通过几个小方法解决,因式分解,通过约分使分母不会为零。若分母出现根号,可以配一个因子使根号去除。
以上我所说的解法都是在趋向值是一个固定值的时候进行的,如果趋向于无穷,分子分母可以同时除以自变量的最高次方。(通常会用到这个定理:无穷大的倒数为无穷小)
函数极限的定义
函数极限的定义是某一个函数中的某一个变量,此变量在变大(或者变小)的永远变化的过程中,逐渐向某一个确定的数值A不断地逼近而“永远不能够重合到A”的过程中,此变量的变化,被人为规定为“永远靠近而不停止”,其有一个“不断地极为靠近A点的趋势”。
函数极限是高等数学最基本的概念之一,导数等概念都是在函数极限的定义上完成的。函数极限性质的合理运用。常用的函数极限的性质有函数极限的唯一性、局部有界性、保序性以及函数极限的运算法则和复合函数的极限等等。
极限理论是数学分析课程的理论依据,就因为引入极限思想,微积分才有了理论根基,从而可以解决很多初等数学不能解决的实际问题.极限理论贯穿于数学分析课程的始终.因此,教学中让学生深刻理解极限理论对学好整门课程起到至关重要的作用.作者就自己多年教授数学分析课程的经验,谈谈数列极限与函数极限的联系与本质区别.1.关于数列极限数列初等数学中对数列这样定义:按照一定顺序排列的一列数称为数列.数学分教材[1]关于数列的定义:若函数f的定义域是全体正整数集N,则称f:N→R或f(n),n∈N为数列.正因为正整数集的元素可按从小到大的顺序排列,所以数列f(n)也可写作a,a,…a…,或简单地记作{a},其中a是该数列的通项.看得出来,数列就是一正整数集为定义域的函数,即所有数列的定义域都是正整数集.数列的极限的定义定义1设{a}为数列,a为定数.若对任给的正数?藓,总存在正整数N,使得当n>N时,有|a-a|<?藓,则称数列{a}收敛于a,定数a为数列{a}的极限,并记作a=.关于函数极限→∞时函数极限定义2设f为定义[a,+∞)在上的函数,A为定数,若对任给的正数?藓,存在正数M(≥a),使得当x>M时有|f(x)-A|<?藓,则称函数当x→+∞时以A为极限,记作f(x)=A.现设f为定义在U(-∞)或U(∞)上的函数,当x→-∞或x→∞时,若函数值无限地接近某定数A,则称f当x→-∞或x→∞时以A为极限,f(x)=A或f(x)=→x时函数极限定义3(函数极限的?藓-δ定义)设函数f在点x的某个空心邻域U(x;δ′)内有定义,A为定数,若对任给的正数ε,存在正数δ(<δ′),使得当0<|x-x|<δ时有|f(x)-A|<0ε,则称函数f当x→x时以A为极限,记作f(x)=A.类似可定义f(x)=A及f(x)=.数列极限与函数极限的异同及根本原因从以上定义可以看出,数列极限与函数极限有相同点也有不同点,研究二者的方法大同小异,相同点是数列极限与函数极限中当x→+∞时的类型完全相似,因此可以用相同的方法研究.二者的不同点在于,数列极限只有一种类型,就是n→∞时的极限;而函数极限细分有六种类型x→+∞;x→-∞;x→∞;x→x;x→x;x→x的极限,分类的标准是根据的趋向的不同来分类.二者的相同点源自二者都是函数,数列可以认为是特殊情况的函数,任何一个不同的数列都以正整数集为定义域;而通常意义下的函数在数学分析课程中是定义在实数范围的,其定义域可以是实数集也可以是实数集的某个子集.正因为将二者同看成函数的情况下,由于二者的定义域范围不同,导致二者极限类型的不同.数列的定义域是正整数集,那自变量的取值为1、2、3……,自变量的最小取1,因此不可能趋向于-∞,又因为数列各项必须取整数,所以它不可能趋近于某个定数,自变量n只可能有一种趋向于+∞;而通常意义下的函数是在实数范围内的讨论,因此,自变量x既可以趋近于+∞,又可以趋近于-∞;如果自变量x同时趋近于+∞和-∞时函数极限存在,则称x→∞时函数极限存在.同理,因为实数集的稠密性,自变量x会趋近于某个定数x,根据自变量x趋近于x的方向不同又可以分为x点处的左极限和右极限,于是某定点处有三种类型x→x;x→x;x→x函数极限.综上,数列是特殊的函数,正因为数列作为函数的特殊性,使数列极限相对简单并且具有相对理想的性质,收敛数列的所有性质都具有整体性;而收敛函数的所有性质都只能满足局部性质.导致二者性质差别的真正原因也在于二者作为函数定义域的范围不同.笔者认为,还要真正学透极限,一定要从本质上研究导致他们不同的原因,相同的理论完全可以通过类比的方式学习,而学习的重点应该放在二者的不同上,弄懂有什么不同,为什么不同,只有懂得了“为什么”,才能真正学懂相应知识.
>> limit(sin(x)/x,0) ans = 1 >> limit(sin(x)/x,inf) ans = 0>> limit((1+x)^(1/x),inf) ans = 1 >> limit((1+x)^(1/x),0) ans = exp(1)
>>syms x;%说明x为符号变量>>limit(f(x),x,a);%f(x)为表达式,a为x的极限注意f(x)的书写要规范,比如tan3x应写成tan(3*x)
limit(F,x,a) 计算当x→a时符号表达式F=F(x)的极限值limit(F,a) 用函数findsym(F)确定F中的自变量x,再计算当x→a时F=F(x)的极限值limit(F) 用函数findsym(F)确定F中的自变量x,再计算当x→0时F=F(x)的极限值limit(F,x,a,'right') 计算时F=F(x)的左极限limit(F,x,a,'left') 计算时F=F(x)的右极限
还有三个月就是毕业生们答辩的时间了,但是很多毕业生们目前连选题都还没有选好。时间紧迫,我立马为大家精心整理了一些大学数学系本科毕业论文题目,供毕业生们参考! 1、导数在不等式证明中的应用 2、导数在不等式证明中的应用 3、导数在不等式证明中的应用 4、等价无穷小在求函数极限中的应用及推广 5、迪克斯特拉(Dijkstra)算法及其改进 6、第二积分中值定理“中间点”的性态 7、对均值不等式的探讨 8、对数学教学中开放题的探讨 9、对数学教学中开放题使用的几点思考 10、对现行较普遍的彩票发行方案的讨论 11、对一定理证明过程的感想 12、对一类递推数列收敛性的讨论 13、多扇图和多轮图的生成树计数 14、多维背包问题的扰动修复 15、多项式不可约的判别方法及应用 16、多元函数的极值 17、多元函数的极值及其应用 18、多元函数的极值及其应用 19、多元函数的极值问题 20、多元函数极值问题 21、二次曲线方程的化简 22、二元函数的单调性及其应用 23、二元函数的极值存在的判别方法 24、二元函数极限不存在性之研究 25、反对称矩阵与正交矩阵、对角形矩阵的关系 26、反循环矩阵和分块对称反循环矩阵 27、范德蒙行列式的一些应用 28、方阵A的伴随矩阵 29、放缩法及其应用 30、分块矩阵的应用 31、分块矩阵行列式计算的若干方法 32、辅助函数在数学分析中的应用 33、复合函数的可测性 34、概率方法在其他数学问题中的应用 35、概率论的发展简介及其在生活中的若干应用 36、概率论在彩票中的应用 37、概率统计在彩票中的应用 38、概率统计在实际生活中的应用 39、概率在点名机制中的应用 40、高阶等差数列的通项,前n项和公式的探讨及应用 41、给定点集最小覆盖快速近似算法的进一步研究及其应用 42、关联矩阵的一些性质及其应用 43、关于Gauss整数环及其推广 44、关于g-循环矩阵的逆矩阵 45、关于二重极限的若干计算方法 46、关于反函数问题的讨论 47、关于非线性方程问题的求解 48、关于函数一致连续性的几点注记 49、关于矩阵的秩的讨论 _ 50、关于两个特殊不等式的推广及应用 51、关于幂指函数的极限求法 52、关于扫雪问题的数学模型 53、关于实数完备性及其应用 54、关于数列通项公式问题探讨 55、关于椭圆性质及其应用地探究、推广 56、关于线性方程组的迭代法求解 57、关于一类非开非闭的商映射的构造 58、关于一类生态数学模型的几点思考 59、关于圆锥曲线中若干定值问题的求解初探 60、关于置信区间与假设检验的研究 61、关于周期函数的探讨 62、函数的一致连续性及其应用 63、函数定义的发展 64、函数级数在复分析中与在实分析中的关系 65、函数极值的求法 66、函数幂级数的展开和应用 67、函数项级数的收敛判别法的推广和应用 68、函数项级数一致收敛的判别 69、函数最值问题解法的探讨 70、蝴蝶定理的推广及应用 71、化归中的矛盾分析法研究 72、环上矩阵广义逆的若干性质 73、积分中值定理的再讨论 74、积分中值定理正反问题‘中间点’的渐近性 75、基于高中新教材的概率学习 76、基于最优生成树的'海底油气集输管网策略分析 77、级数求和的常用方法与几个特殊级数和 78、级数求和问题的几个转化 79、级数在求极限中的应用 80、极限的求法与技巧 81、极值的分析和运用 82、极值思想在图论中的应用 83、几个广义正定矩阵的内在联系及其区别 84、几个特殊不等式的巧妙证法及其推广应用 85、几个重要不等式的证明及应用 86、几个重要不等式在数学竞赛中的应用 87、几种特殊矩阵的逆矩阵求法
求二重极限的方法总结如下:
1、首先列出需要求二重极限的函数公式。
2、接着对函数公讨财侮式进行推导和变换。
3、再利用已知的极限,闲鉴求出二重极限的值。
4、另一种方法则需先利用等价无爱何穷小替换函数公式,进行推导。
5、最后对推导的结果,进行简单的计算,即可求出二重极限的值。
二重极限是任意方向趋近,累次极限可以看成是其中两条趋近路线,即先沿X(Y)趋向Y(X)轴,再沿Y(X)轴趋向于原点。举例说明:f(x,y)=x*sin(1/xy),二重极限存在为0。
二重极限通俗地说,x和y的积分搅和在一起了;而累次极限将两者分开处理(各个击破),先y后x或先x后y,区别主要看积分区域的两边,平行y轴选前者,否则,另外,还要注意积分函数为1的情形。
对于被考察的未知量,先设法正确地构思一个与它的变化有关的另外一个变量,确认此变量通过无限变化过程的’影响‘趋势性结果就是非常精密的约等于所求的未知量;用极限原理就可以计算得到被考察的未知量的结果。
极限思想是微积分的基本思想,是数学分析中的一系列重要概念,如函数的连续性、导数(为0得到极大值)以及定积分等等都是借助于极限来定义的。
如果要问:“数学分析是一门什么学科?”那么可以概括地说:“数学分析就是用极限思想来研究函数的一门学科,并且计算结果误差小到难于想像,因此可以忽略不计。
(一)确定论文提要,再加进材料,形成全文的概要论文提要是内容提纲的雏型。一般书、教学参考书都有反映全书内容的提要,以便读者一翻提要就知道书的大概内容。我们写论文也需要先写出论文提要。在执笔前把论文的题目和大标题、小标题列出来,再把选用的材料插进去,就形成了论文内容的提要。(二)原稿纸页数的分配写好毕业论文的提要之后,要根据论文的内容考虑篇幅的长短,文章的各个部分,大体上要写多少字。如计划写20页原稿纸(每页300字)的论文,考虑序论用1页,本论用17页,结论用1—2页。本论部分再进行分配,如本论共有四项,可以第一项3—4页,第二项用4—5页,第三项3—4页,第四项6—7页。有这样的分配,便于资料的配备和安排,写作能更有计划。毕业论文的长短一般规定为5000—6000字,因为过短,问题很难讲透,而作为毕业论文也不宜过长,这是一般大专、本科学生的理论基础、实践经验所决定的。(三)编写提纲论文提纲可分为简单提纲和详细提纲两种。简单提纲是高度概括的,只提示论文的要点,如何展开则不涉及。这种提纲虽然简单,但由于它是经过深思熟虑构成的,写作时能顺利进行。没有这种准备,边想边写很难顺利地写下去。编写要点编写毕业论文提纲有两种方法:一、标题式写法。即用简要的文字写成标题,把这部分的内容概括出来。这种写法简明扼要,一目了然,但只有作者自己明白。毕业论文提纲一般不能采用这种方法编写。二、句子式写法。即以一个能表达完整意思的句子形式把该部分内容概括出来。这种写法具体而明确,别人看了也能明了,但费时费力。毕业论文的提纲编写要交与指导教师阅读,所以,要求采用这种编写方法。详细提纲举例详细提纲,是把论文的主要论点和展开部分较为详细地列出来。如果在写作之前准备了详细提纲,那么,执笔时就能更顺利。下面仍以《关于培育和完善建筑劳动力市场的思考》为例,介绍详细提纲的写法:上面所说的简单提纲和详细提纲都是论文的骨架和要点,选择哪一种,要根据作者的需要。如果考虑周到,调查详细,用简单提纲问题不是很大;但如果考虑粗疏,调查不周,则必须用详细提纲,否则,很难写出合格的毕业论文。总之,在动手撰写毕业论文之前拟好提纲,写起来就会方便得多。
极限思想是高中数学中的一种重要的数学思想,利用极限思想使人们能够从有限中认识无限,从近似中认识精确,从量变中认识质变成为可能。高中数学教材中有多处内容渗透了极限的思想和方法,如“球的体积和表面积”、“双曲线的渐近线”等,但是极限思想在实际教学中没有得到普遍的认可和推广,学生对这种思想方法相当陌生。对于某些数学问题,如果我们能够灵活运用极限思想求解,往往可以避开一些抽象复杂的运算,降低解题难度,还可以优化解题思路,收到事半功倍的效果。下面是笔者尝试将极限思想和方法渗透融合在解题教学中,实现方法与内容的整合。一、寻求极限位置,实现估算与精算的结合例1 过抛物线 的焦点F作一直线交抛物线于P、Q两点,若线段PF与QF的长分别是p、q,则 等于( )。 (A)2a (B) (C) 4a (D) 图1解析:本题是有关不变性的问题,常规解法是探求p、q、a的关系,过程繁琐,且计算较复杂。若能充分认识到变与不变的辨证关系,利用运动和变化的观点,借助于极限思想即取PQ的极限位置可使问题变得简便易行,如图1所示,将直线PQ绕点F顺时针方向旋转到与y轴重合,此时Q与O重合,点P运动到无穷远处,虽不能再称它为抛物线的弦了,它是弦的一种极限情形,因为 ,而 ,所以 ,故答案选C。针对客观选择题题型的特点,这种解法体现出思维的灵活性和敏捷性,凸显了试题的选拔功能。【评注】将精算与估算相结合,是一种重要的数学能力,有利于从不同层面对理性思维能力进行全面而又灵活的考查。因此,这类数学试题给高中数学教与学的方向以启示,注重多元联系表示,拓宽思维,提高思维含量。二、考查极限图形,简化计算例2 在正n棱锥中,相邻两侧面所成的二面角的取值范围是( )。 (A) (B) (C) (D) 解析:如图2所示,设正n棱锥为 ,由于n多变,所以底面正n边形、侧面出现不确定状态,这样导致直接分析求解将是繁难,甚至是“到而不达”的,若另辟蹊径,采用极限法,则解法将是简捷、易行的,其计算量得到极大的简化。本例中底面正n边形固定,而棱锥的高不定,故可将顶点S看作是运动变化的,设相邻两侧面所成的二面角的平面角为 。当点S向下运动无限趋近底面正n边形的中心这个极限位置时, 趋于平角 ;当点S向上运动趋于无穷远时,侧棱将无限趋于与底面垂直,即正n棱锥趋近于正n棱柱,此时 无限趋于底面正n边形的内角 ,故二面角的取值范围是: ,从而答案选A。【评注】“化静为动,以动制静”,利用运动和变化的观点,着眼于问题的极限状态,摈弃了繁琐的数学运算,使得所研究问题更加直观、明朗。因此,根据问题的不同条件和特点,合理选择运算途径是提高运算能力的关键,而灵活地利用极限思想就成为减少运算量的一条重要途径。三、分析极限状态,探索解题思路例3 已知抛物线方程为 。求证:在x轴正方向上必存在一点M,使得对于抛物线上任意一条过M的弦PQ均有 为定值。分析:假设点M确实存在,因为过点M的任意一条弦PQ均有 为定值,因此对过点M的一条特殊弦——垂直于x轴的弦 也应该有 为定值。如图3所示,设 ,则 ,但是仅凭此式还看不出点M到底是哪个定点。下面再考查弦的一个极限情形——x轴的正半轴,它过点M,它的一个端点是原点O,另一个端点可以看成是无穷远处的极限点 (假想的点),它是弦的一种极限情形,显然有 ,所以 ,它也应该是定值,且 ,由此可得 ,于是可以猜想定点M(p,0),下证过点M(p,0)的任一弦PQ均有 (定值)。 图3证明:设过点M(p,0)的直线参数方程为 ,代入抛物线方程得 ,设此方程的两根为 ,则 ,而 的几何意义分别表示MP及MQ的值。所以 。因此点M(p,0)是满足题意的点。【评注】通过分解有关对象在运动变化过程中的极限状态,提取信息、信息整合,从而寻求到合理的解决问题的途径,降低了解题难度,优化了解题过程,有效激活了创新思维,凸显了极限思想在解题中的独特功能及应用的广泛性。四、巧取极限,实现无限与有限的统一例4 设数列 满足 (1)当 时,求 ,并由此猜想出 的一个通项公式; (2)当 时,证明对所有的 ,有① ;② 。解析:本题是数列与不等式的综合题,是考查猜想、归纳、迭代、放缩推理及分析问题和解决问题能力的一道优秀试题。(1)及(2)①入口宽,也易解决。但是(2)②的放缩难度较大,拉开了档次,体现了较好的区分度。事实上,(2)①的结论给解答(2)②有明确的启示。因为由 可以推导出 ( ),运用这个不等式来证明(2)②,思路最为清晰、快捷。这种要求,是考查考生进入高校继续学习的潜能所必须的。(1) (略)。(2)①用数学归纳法证明(略)。②由(2)①可知 ,即 。 于是 。 。【评注】本例利用了高等数学中的级数理论:正项级数 的前n项和有上界,故级数 收敛,但其收敛速度不大于 的收敛速度( )。其实从初等数学的观点也很容易理解:若单调递增数列 存在极限,则 。通过无限与有限的统一,实现了对不等式的放缩。利用极限思想,把问题放置于极限状态,即活跃了思维,又提高了分析、解决问题的能力。因此,教师要有意识地强化用极限思想解题的意识,并在不断应用它解决问题的过程中,让学生真正体会到“提高观点,降低难度,减轻负担”的含义。自己去瞧瞧吧,,,,,我只能帮到这里了。。。。。
极限理论是数学分析课程的理论依据,就因为引入极限思想,微积分才有了理论根基,从而可以解决很多初等数学不能解决的实际问题.极限理论贯穿于数学分析课程的始终.因此,教学中让学生深刻理解极限理论对学好整门课程起到至关重要的作用.作者就自己多年教授数学分析课程的经验,谈谈数列极限与函数极限的联系与本质区别.1.关于数列极限数列初等数学中对数列这样定义:按照一定顺序排列的一列数称为数列.数学分教材[1]关于数列的定义:若函数f的定义域是全体正整数集N,则称f:N→R或f(n),n∈N为数列.正因为正整数集的元素可按从小到大的顺序排列,所以数列f(n)也可写作a,a,…a…,或简单地记作{a},其中a是该数列的通项.看得出来,数列就是一正整数集为定义域的函数,即所有数列的定义域都是正整数集.数列的极限的定义定义1设{a}为数列,a为定数.若对任给的正数?藓,总存在正整数N,使得当n>N时,有|a-a|<?藓,则称数列{a}收敛于a,定数a为数列{a}的极限,并记作a=.关于函数极限→∞时函数极限定义2设f为定义[a,+∞)在上的函数,A为定数,若对任给的正数?藓,存在正数M(≥a),使得当x>M时有|f(x)-A|<?藓,则称函数当x→+∞时以A为极限,记作f(x)=A.现设f为定义在U(-∞)或U(∞)上的函数,当x→-∞或x→∞时,若函数值无限地接近某定数A,则称f当x→-∞或x→∞时以A为极限,f(x)=A或f(x)=→x时函数极限定义3(函数极限的?藓-δ定义)设函数f在点x的某个空心邻域U(x;δ′)内有定义,A为定数,若对任给的正数ε,存在正数δ(<δ′),使得当0<|x-x|<δ时有|f(x)-A|<0ε,则称函数f当x→x时以A为极限,记作f(x)=A.类似可定义f(x)=A及f(x)=.数列极限与函数极限的异同及根本原因从以上定义可以看出,数列极限与函数极限有相同点也有不同点,研究二者的方法大同小异,相同点是数列极限与函数极限中当x→+∞时的类型完全相似,因此可以用相同的方法研究.二者的不同点在于,数列极限只有一种类型,就是n→∞时的极限;而函数极限细分有六种类型x→+∞;x→-∞;x→∞;x→x;x→x;x→x的极限,分类的标准是根据的趋向的不同来分类.二者的相同点源自二者都是函数,数列可以认为是特殊情况的函数,任何一个不同的数列都以正整数集为定义域;而通常意义下的函数在数学分析课程中是定义在实数范围的,其定义域可以是实数集也可以是实数集的某个子集.正因为将二者同看成函数的情况下,由于二者的定义域范围不同,导致二者极限类型的不同.数列的定义域是正整数集,那自变量的取值为1、2、3……,自变量的最小取1,因此不可能趋向于-∞,又因为数列各项必须取整数,所以它不可能趋近于某个定数,自变量n只可能有一种趋向于+∞;而通常意义下的函数是在实数范围内的讨论,因此,自变量x既可以趋近于+∞,又可以趋近于-∞;如果自变量x同时趋近于+∞和-∞时函数极限存在,则称x→∞时函数极限存在.同理,因为实数集的稠密性,自变量x会趋近于某个定数x,根据自变量x趋近于x的方向不同又可以分为x点处的左极限和右极限,于是某定点处有三种类型x→x;x→x;x→x函数极限.综上,数列是特殊的函数,正因为数列作为函数的特殊性,使数列极限相对简单并且具有相对理想的性质,收敛数列的所有性质都具有整体性;而收敛函数的所有性质都只能满足局部性质.导致二者性质差别的真正原因也在于二者作为函数定义域的范围不同.笔者认为,还要真正学透极限,一定要从本质上研究导致他们不同的原因,相同的理论完全可以通过类比的方式学习,而学习的重点应该放在二者的不同上,弄懂有什么不同,为什么不同,只有懂得了“为什么”,才能真正学懂相应知识.
极限思想作为一种数学思想,由远古的思想萌芽,到现在完整的极限理论,其漫长曲折的演变历程布满了众多数学家们的勤奋、智慧、严谨认真、孜孜以求的奋斗足迹。极限思想的演变历程,是数千年来人类认识世界和改造世界的整个过程的一个侧面反应,是人类追求真理、追求理想,始终不渝地求实、创新的生动写照。 极限思想的产生与完善是社会实践的需要,它的产生为数学的发展增加了新的动力,成为了近代数学思想和方法的基础和出发点。极限思想是微积分理论的基础,而微积分与经济学、物理学、机械自动化等与生活息息相关的学科是密不可分的。尤其是对于经济学来说,是一个透过现象看本质的必不可少的工具,经济学的核心词语“边际”便是一个将导数经济化的概念。只有结合微积分等数学知识,才能使经济学从一个仅仅对表面现象进行肤浅的常识推理、流于表面化的学科,变为一个用科学的方法进行数理分析、再结合各社会学科的丰富知识,从而分析出深层次的、更具有广泛应用性的基本结论的学科。 其他学科也是如此,极限思想的应用无处不在,理解掌握并合理应用极限要思想,可以让我们在解决实际问题的过程中,能较快发现解决问题的方法,提高实际效果。