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        高職院校極限運算初學(xué)者常犯錯誤例析

        2018-05-14 09:57:11袁建華
        關(guān)鍵詞:開方根式初學(xué)者

        袁建華

        [摘 要] 函數(shù)極限計算方法繁多,初學(xué)者不可避免地會常犯一些錯誤。對常見錯誤進(jìn)行了歸類,剖析了錯誤原因。

        [關(guān) 鍵 詞] 高職;極限計算;錯誤原因

        [中圖分類號] G712 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼] A [文章編號] 2096-0603(2018)09-0162-02

        極限是高等數(shù)學(xué)的基礎(chǔ),高等數(shù)學(xué)的主要概念(導(dǎo)數(shù)、積分、級數(shù)等)本質(zhì)上都是特殊的極限,故正確理解極限的概念、掌握極限的運算是學(xué)好高等數(shù)學(xué)的關(guān)鍵。學(xué)習(xí)極限的核心任務(wù)就是極限的計算,然而由于初學(xué)者對極限的概念、性質(zhì)和運算法則等理解不透,運算中會經(jīng)常出現(xiàn)各種各樣的錯誤。為幫助高等數(shù)學(xué)初學(xué)者解決學(xué)習(xí)高等數(shù)學(xué)的“攔路虎”,增強(qiáng)學(xué)好高等數(shù)學(xué)的信心,下文對常見錯誤進(jìn)行了歸類分析。

        一、不注意四則運算法則使用條件產(chǎn)生的錯誤

        例1.計算極限■(■-■)

        常見錯誤:因為■■=∞,■■=∞

        所以 原式=■■-■■=∞-∞=0

        錯誤分析:運用兩函數(shù)差的極限運算法則時,要求兩函數(shù)的極限均存在,而本例中函數(shù)y=■和y=■在x■1時均為無窮大量,屬極限不存在的情況,上述做法中忽視了兩函數(shù)差的極限運算法則的使用前提條件,從而導(dǎo)致了錯誤。

        正確解答:原式=■■=■■

        =■■=■

        例2.計算極限■(■+■+…+■)

        常見錯誤:原式=■■+■■+…+■■

        =■■+■■+…+■■=0+0+…+0=0

        錯誤分析:極限的和運算法則,僅可推廣到有限個函數(shù)的和的情形,但上述解法中沒有注意到這是一個無限項和的極限問題,錯誤地運用了有限個函數(shù)和的極限運算法則,從而導(dǎo)致了錯誤的產(chǎn)生。

        正確解答:因為■≤■+■+…+■≤■

        而■■=■■=1,■■=■■=1

        故由夾逼準(zhǔn)則可得 ■(■+■+…+■)=1

        二、不注意函數(shù)特殊性的而造成的錯誤

        例3.計算極限■■

        常見錯誤:因為■ arctan■=■

        所以 原式=■=■=■

        錯誤分析:求分段函數(shù)在分段點處的極限時,學(xué)生一般都會想到先分別研究左右極限,但對初等函數(shù),往往會忽視這一點。而有一些特殊函數(shù),如反三角函數(shù)、三角函數(shù)以及指數(shù)函數(shù)有時在特殊點處左右極限是不一樣的。如本例中■arctan■=■,■arctan■=-■。上述做法中就忽視了先進(jìn)行左右極限的討論,因而造成了錯誤的產(chǎn)生。

        正確解答:因為■■=■=■=■

        ■■=■=■=0

        所以■■不存在。

        三、不注意偶次根式意義造成的錯誤

        例4.計算極限■■

        常見錯誤:原式=■■ (分子分母同除x)

        =■=3

        錯誤分析:本例上述做法中沒有注意到題目中的根式是二次根式以及在■時x是負(fù)的,這種情況下x是不能變成x2放到根式內(nèi)的,所以這時分子分母同除-x才有意義,故上述做法是錯誤的。

        正確解答:原式=■■=■=1

        例5.計算極限■■

        常見錯誤:原式=■■=■

        錯誤分析:本例上述做法中沒有注意到題目中的根式是二次根式,在■時是sinx正的,此時2sin2x開方開出來應(yīng)是■sinx,而當(dāng)■時,sinx是負(fù)的,此時2sin2x開方開出來應(yīng)是-■sinx,故■時2sin2x開方開出來應(yīng)是■|sinx|而不是■sinx,故該做法錯了。

        正確解答:因為■■=■■=■

        ■■=■■=-■

        所以■■不存在。

        四、運用等價無窮小替換法不注意替換原則造成的錯誤

        例6.計算極限■■

        常見錯誤:■■=■■=1

        錯誤分析:運用等價無窮小替換法求極限,首先必須是無窮小才行。用等價無窮小替換法求極限,大大簡化了運算步驟,因此學(xué)了等價無窮小替換法,學(xué)生就經(jīng)常想用等價無窮小替換來求極限。但初學(xué)者往往看到常見形式,不管它是不是無窮小,拿到手就替換,本例上述做法就是這樣。事實上sinx與ex-1在■時均非無窮小量,故不能進(jìn)行等價無窮小替換。上述做法中忽視了等價無窮小替換的前提,因而造成了錯誤。

        例7.計算極限■■=(其中a,b均為正整數(shù))

        常見錯誤:■■=■■=■

        錯誤分析:本例中,雖然sinax與sinbx均為無窮小量,但ax與bx均非無窮小量,故sinax與ax、sinbx與bx都不是等價無窮小,故將sinax、sinbx分別用ax、bx替換是錯誤的,從而上述做法是錯誤的。

        正確解答:令x=π-t,則

        ■■=■■=■■

        =(-1)a-b■■=(-1)a-b■■=(-1)a-b■

        例8.計算極限■■

        常見錯誤:■■=■■=0

        錯誤分析:運用等價無窮小替換法求極限,一般只對分子分母中的無窮小因子進(jìn)行整體等價替換,對代數(shù)和中的無窮小項不進(jìn)行替換。本例上述做法中忽視了等價無窮小替換規(guī)則,對sinx、tanx分別進(jìn)行了等價無窮小替換,從而造成了錯誤。

        正確解答:■■=■■

        =■■=-■

        參考文獻(xiàn):

        [1]同濟(jì)大學(xué)應(yīng)用數(shù)學(xué)系.高等數(shù)學(xué)(上冊)[M].北京:高等教育出版社,2015.

        [2]陳文燈.高等數(shù)學(xué)輔導(dǎo)[M].北京:世界圖書出版公司北京公司,2004.

        [3]施光燕.高等數(shù)學(xué)講稿[M].大連:大連理工大學(xué)出版社,2005.

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