王建輝 張平 高興花
摘 要 極限的概念是微積分中最基本的概念,微積分中的許多概念都是以極限的形式給出的。同樣,極限的運(yùn)算方法也是微積分中最重要的方法之一,微積分許多定理和性質(zhì)都要以極限的方法來證明,我們可以通過多種方法解決一些初等函數(shù)的極限問題,但有一些問題用常規(guī)方法解決的話,顯得比較繁瑣,學(xué)生不容易接受。筆者在教學(xué)過程中進(jìn)行了一些嘗試,發(fā)現(xiàn)并總結(jié)了一些更適合于學(xué)生的規(guī)律和方法,下面就來探討一類極限問題的簡(jiǎn)化解法。
關(guān)鍵詞 觀察和分析 總結(jié)和探討 事半功倍
中圖分類號(hào):G71 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
極限的概念和方法是微積分中最基本的概念和最重要的方法之一,特別是對(duì)于一些初等函數(shù)的求極限問題,不同的函數(shù)類型有不同的方法,我們還要具體問題具體分析,針對(duì)不同的類型找出相應(yīng)的方法。在求極限時(shí)我們經(jīng)常會(huì)遇到這樣一種類型:
這里為常數(shù),且a0≠0,b0≠0,m,n為正整數(shù)。對(duì)于這種類型,通常情況下我們會(huì)采用以下兩種解法:解法一是通過分子、分母同除以分子、分母的最高次冪,將無窮大量轉(zhuǎn)化為無窮小量,再根據(jù)極限的運(yùn)算法則求出該函數(shù)的極限。解法二是利用導(dǎo)數(shù)在極限中的重要應(yīng)用——羅比達(dá)法則,分子、分母分別求導(dǎo),進(jìn)而求出該函數(shù)的極限。
觀察例1解法不難看出,分式的分子、分母都是按降冪排列的。在解法一中,當(dāng)分子、分母同時(shí)除以x3后得到了,其分子、分母從第二項(xiàng)起,每一項(xiàng)都無窮小量,從第三項(xiàng)起,每一項(xiàng)都是前一項(xiàng)的高階無窮小量。因此,不管是分子還是分母,其極限值取決于第一項(xiàng)(次數(shù)最高的項(xiàng))。在解法二中,當(dāng)連續(xù)三次使用羅比達(dá)法則后得到了,其分子、分母也是由原來分子、分母的第一項(xiàng)(次數(shù)最高的項(xiàng))求導(dǎo)得到的。
故的值只與分子、分母的第一項(xiàng)有關(guān),與后面的項(xiàng)無關(guān),解法可簡(jiǎn)化為:。
例1中分子、分母的最高次冪的次數(shù)是相等的,對(duì)于分子、分母最高次冪的次數(shù)不相等的情況又會(huì)怎樣呢?
觀察例2解法不難看出,分式的分子、分母也都是按降冪排列的。在解法一中,當(dāng)分子、分母同時(shí)除以后得到了,其分子的每一項(xiàng)都無窮小量,從第二項(xiàng)起,每一項(xiàng)都是前一項(xiàng)的高階無窮小量;其分母從第二項(xiàng)起,每一項(xiàng)都無窮小量,從第三項(xiàng)起,每一項(xiàng)都是前一項(xiàng)的高階無窮小量。因此,不管是分子還是分母,其極限值取決于第一項(xiàng)(次數(shù)最高的項(xiàng))。在解法二中,當(dāng)連續(xù)三次使用羅比達(dá)法則后得到了,其分子是由原來分子的第一項(xiàng)(次數(shù)最高的項(xiàng))求導(dǎo)得到的,其分母的值主要取決于24x,而24x也是由原來分母的第一項(xiàng)(次數(shù)最高的項(xiàng))求導(dǎo)得到的。
如果分子的最高次冪次數(shù)比分母高,我們可以先取倒數(shù),轉(zhuǎn)化成分子的最高次冪次數(shù)比分母高低的情況來解。
綜上所述,的值只與分子、分母的第一項(xiàng)有關(guān),與后面的項(xiàng)無關(guān),故解法可簡(jiǎn)化為:
通過觀察與分析,總結(jié)出了對(duì)于該類型的極限的更加簡(jiǎn)潔的求法,得出的規(guī)律更便于學(xué)生掌握。所以在學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)時(shí),我們要善于引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行觀察和分析,勇于總結(jié)和探討,在總結(jié)中找出規(guī)律,加深對(duì)問題的理解,提高學(xué)生的分析問題、解決問題的能力。