薛維順
【摘要】研究生入學(xué)考試中,基礎(chǔ)題目的考查占了很大比例。重基礎(chǔ)一直是研究生入學(xué)考試的主旨。本文通過對(duì)一道考研題目分別利用等價(jià)無窮小、洛必達(dá)法則、泰勒展開式、三角公式等方法求解,旨在培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維、夯實(shí)基礎(chǔ),從而培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力,提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。
【關(guān)鍵詞】重要極限 等價(jià)無窮小 泰勒公式 洛必達(dá)法則 三角公式
【中圖分類號(hào)】O171 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089(2017)45-0153-01
等價(jià)無窮小是函數(shù)求極限的一種重要工具,洛必達(dá)法則有時(shí)也會(huì)起到重要作用,甚至有時(shí)會(huì)用到泰勒公式以及三角公式。而對(duì)于一題多解,不僅有利于夯實(shí)學(xué)生的基礎(chǔ),也會(huì)加深學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的靈活應(yīng)用,有利于培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維,提高學(xué)生分析問題、解決問題的能力。下面就對(duì)一道考研選擇題進(jìn)行分析,給出6種不同的方法,供學(xué)生學(xué)習(xí)。
例(2017年數(shù)學(xué)二考研試題):若函數(shù)f(x)=■,x>0b, x≤0在x=0連續(xù),則( )
A.ab=■ B.ab=-■ C.ab=0 D.ab=2
分析:本題考查的是在一點(diǎn)出函數(shù)連續(xù)的定義。最終結(jié)果是要求函數(shù)在0點(diǎn)的右極限等于0點(diǎn)的函數(shù)值。而本質(zhì)是求函數(shù)在0點(diǎn)的右極限。
解法1利用等價(jià)無窮小的替代
在求極限的過程中,等價(jià)無窮小的替換是一個(gè)非常重要的步驟,本題的解題過程中用到了(1-cosx~■x2,x→0)
■■=■■=■=f(0),故ab=■
解法2利用洛必達(dá)法則
好多同學(xué)在求極限的過程中喜歡用洛必達(dá)法則,也有的不判定是否滿足洛必達(dá)法則的條件而直接用。本題正好是■型,且滿足洛必達(dá)法則的條件,故可以用洛必達(dá)法則
■■=■■
再利用重要極限■■=1和函數(shù)的連續(xù)可得ab=■
解法3利用泰勒展公式的開式
利用泰勒展公式的開式也是求極限的一種方法,本題可以直接利用cosx的麥克勞林展開式計(jì)算
■■=■■=■,由函數(shù)的連續(xù)得出ab=■
解法4利用三角函數(shù)的和差化積公式
利用三角函數(shù)的運(yùn)算時(shí)解決三角函數(shù)極限的一種方法,本題中可以把1用cos0代替,利用三角函數(shù)的和差化積公式求解
■■=■■=■■
而后利用重要極限和函數(shù)的連續(xù)得到ab=■
解法5利用三角函數(shù)的倍角公式
對(duì)于三角函數(shù)的運(yùn)算,應(yīng)該熟記倍角公式,本題就可以利用三角函數(shù)的倍角公式求解。
■■=■■
然后利用重要極限和函數(shù)的連續(xù)性求得ab=■
解法6利用三角函數(shù)的平方和公式
在三角函數(shù)的計(jì)算過程中,三角函數(shù)的平方和為1是經(jīng)常利用的結(jié)果,本題巧妙的利用平方差公式來構(gòu)造平方和公式的變形。
■■=■■=■■=■■
然后利用極限的四則運(yùn)算和重要極限以及函數(shù)的連續(xù)性可得ab=■
通過上述解法可以看出,方法1最簡(jiǎn)單。而在等價(jià)無窮小的替換過程中一定要注意是否滿足等價(jià)無窮小的替換,如果不滿足,就會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)誤的結(jié)果;對(duì)于方法2是未定式的求極限過程中用得最多的方法,在用之前一定要判定是否滿足洛必達(dá)法則的使用條件,當(dāng)然,用等價(jià)無窮小替換后在用洛必達(dá)法則往往會(huì)起到事半功倍的效果;方法3也是求函數(shù)極限需要掌握的一種方法,有些極限題目只能用泰勒展開式求解,在這里就不再舉例;對(duì)于三角函數(shù)類的題目求極限一定要注意利用三角公式。
通過上述解法我們注意到,在日常的教學(xué)中不僅要注重基礎(chǔ)知識(shí)的教學(xué),更要注重解題方法的培養(yǎng),注重一題多解、多題一解不僅使學(xué)生掌握解題利器,更能培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維,從而提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。
參考文獻(xiàn):
[1]李永樂等.數(shù)學(xué)歷年真題權(quán)威解析(數(shù)學(xué)二)[M].西安:西安交通大學(xué)出版社,2017:2.
[2]同濟(jì)大學(xué)數(shù)學(xué)系.高等數(shù)學(xué):上冊(cè)[M].北京:高等教育出版社,2007.139-145.endprint