求数列极限方法

芋梗2023-02-03  27

求数列极限方法如下:

1、用夹逼准则求解数列极限夹逼定理是数列极限中非常重要的一种方法, 也是容易出综合题的点, 夹逼定理的核心就是如何对数列进行合理的放缩, 这个点也是夹逼定理使用过程中的难点。

适用情形:夹逼定理一般使用在 n 项和式极限中, 函数不易于连续化。夹逼定理的适用情形和用定积分的定义十分相似,需要注意区分,它们的区别是夹逼定理适用的情形是一个分子分母齐次的形式。

放缩基本公式:

2.、用单调有界准则求极限

定理: 单调有界数列必有极限.具体来说,若数列 {xn} 单调增加 (减少)且有上(下) 界M(m) , 则 limn→∞xn 存在,且  limn→∞xn⩽M (或 limn→∞xn⩾m ). 定理同样适用于函数.

这个定理是证明数列 (或函数) 极限存在的唯一依据, 一般分为两个步骤, 第一 步证明单调性, 第二步证明有界。

3、用数列定义求解数列极限

主要运用数列的 ε−N 定义: 对 ∀ε>0,∃N>0 , 使得当 n>N 时, 有 |an−a|<ε , 则称数列 {an} 收敛, 定数a 称为 {an} 的极限。

从定义上来看,我们的 ε 是可以任意小的正数, 那 ε/2,3ε 也可以任意小, 这一 点大家要明确。其次, 我们的  N 具有相应性, 一般地, N 随着 ε 的变小而增 大, 也就是 N 依赖于 ε0

从几何意义上来讲, 当我的  n 逐渐趋近于无穷时, 我的数列总围绕着 a 在波动, 也就是 对 ∀ε>0, 在我们的 U(aε) 领域内有无穷个数。这样就得到了一个 关于数列极限的一 个等价定义: 对 ∀ε>0 , 若在 U(aε) 之外数列 an 至多有有限项,那么数列 an 必定收敛于 a 。

求数列极限的方法如下:

1、等价无穷小的转化,(只能在乘除时候使用,但是不是说一定在加减时候不能用,前提是必须证明拆分后极限依然存在,e的X次方-1或者(1+x)的a次方-1等价于Ax等等。全部熟记(x趋近无穷的时候还原成无穷小)。

2、洛必达法则(大题目有时候会有暗示要使用这个方法)。首先他的使用有严格的使用前提!必须是X趋近而不是N趋近!(所以面对数列极限时候先要转化成求x趋近情况下的极限,当然n趋近是x趋近的一种情况而已。

是必要条件(还有一点数列极限的n当然是趋近于正无穷的,不可能是负无穷!)必须是函数的导数要存在!(假如是g(x),没告诉是否可导,直接用,无疑于找死。)必须是0比0无穷大比无穷大!当然还要注意分母不能为0。

3、泰勒公式(含有e的x次方的时候,尤其是含有正余弦的加减的时候要特变注意!)E的x展开sina,展开cosa,展开ln1+x,对题目简化有很好帮助。

数列极限定义:

设{Xn}为实数列,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,并或Xn→a(n→∞)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。

数列求极限的方法总结如下:

由定义求极限。

极限的本质一既是无限的过程,又有确定的结果一方面可从函数的变化过程的趋势抽象得出结论,另一方面又可从数学本身的逻辑体系下验证其结果。然而并不是每一道求极限的题我们都能通过直观观察总结出极限值,因此由定义法求极限就有一定的局限性,不适合比较复杂的题。

利用函数的连续性求极限。

此方法简单易行,但不适合于f(x)在其定义区间内是不连续的函数,及f(x)在x处无定义的情况。

利用极限的四则运算法则和简单技巧求极限。

极限四则运算法则的条件是充分而非必要的,因此,利用极限四则运算法则求函数极限时,必须对所给的函数逐一进行验证它是否满足极限四则运算法则条件。

满足条件者,方能利用极限四则运算法则进行求之,不满足条件者,不能直接利用极限四则运算法则求之。

但是,并非不满足极限四则运算法则条件的函数就没有极限,而是需将函数进行恒等变形,使其符合条件后,再利用极限四则运算法则求之。而对函数进行恒等变形时,通常运用一些简单技巧如折项,分子分母同乘某一因子,变量替换,分子分母有理化等等。

利用两边夹定理求极限。

定理如果 XsZsY,而lim=limy=,则limZ=A。

两边夹定理运用的关键:适当选取两边的函数(或数列),并且使其极限为同一值。

注意:在运用两边夹定理要保证所求函数(或数列)通过放缩后所得的两边的函数(或数列)的极限是同一值否则不能用此方法求极限。

利用单调有界原理求极限。

单调有界准则即单调有界数列必定存在极限。使用单调有界准则时需证明两个问题:一个是数列的单调性,第二个是数列的有界性。

求极限时,在等式的两边同时取极限,通过解方程求出合理的极限值,利用单调有界原理求极限有两个难点:一是证明数列的单调性,二是证明数列的有界性,在证明数列的单调性和数列的有界性时,我们通常都采用数学归纳法。

利用等价无穷小代换求极限。

在实际计算过程中利用等价无穷小代换法或与其它方法相结合,不失为一种行之有效的方法,但并非计算过程中所有的无穷小量都能用其等价的无穷小量来进行计算。用等价无穷小代换时,只能代换分子、分母中的乘积因子,而不能代换其中的加减法因子。

于是用等价无穷小代换的问题便集中到对于分子、分母中的加减法因子如何进行x的等价无穷小代换这一点上,在利用等价无穷小代换的方法求极限时,必须把分子(或分母)看作一个整体,用整个分子(或分母)的等价无穷小去代换。

利用泰勒展式求极限.

运用等价无穷小代换方法求某些极限,往往可以减少计算量,使问题得以简化,但一般说来,这种方法仅限于求两个无穷小量是乘或除的极限,而对两个无穷小量非乘或非除的极限,对于一些未能定函数极限形态的关系式,不能用必达法则及等价无穷小代换方法,须用泰公式去求极限。


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