有一些小夥伴學習求極限的方法之後,總會想到一些“聰明”的法子。但這些看似聰明的法子,其實卻是錯誤的。老黃要利用一道求極限的例題,和大家唠唠求極限最常見的錯誤求法中的三種。
求lim(x→0)(xe^x-ln(1 x))/x^2 .
錯誤的解法: lim(x→0) (xe^x-ln(1 x))/x^2 =lim(x→0) (e^x/x-ln(1 x)/x^2 )
=lim(x→0) (e^x/x-1/x)=lim(x→0) (e^x-1)/x=lim(x→0)e^x=1.
相信很多小夥伴都能看出,上面的解法是錯誤的,但具體錯在哪裡,恐怕能夠明确錯誤原因的小夥伴就不多了。如果不能明确錯誤的原因,就有可能在其它地方,犯同樣的錯誤哦。
(1)很明顯的,在把分式拆分成兩個分式的差的這一步就錯了。分式并非不能拆成兩個分式的和或差,隻是拆分是有條件的。
将分式拆分成兩個分式的和差,相當于将一個極限拆分成兩個極限的和差,隻有在兩個極限都存在時,才能進行拆分。如果像這道題,拆分後兩個極限都不存在,因為它們都是趨于無窮大的,那麼拆分的結果就極有可能出錯,也不是說,一定會出錯,但不出錯的概率是極低的,就算不出錯,這樣的做法也是不合理的。如果拆分後,一個極限存在,一個極限不存在,那就肯定會出錯了。
(2)如果跳過中間步驟,由lim(x→0) (xe^x-ln(1 x))/x^2 =lim(x→0) (e^x-1)/x,可以看到,其中包含了一步“局部等階無窮小替換”,這也是很多小夥伴容易出錯的。局部等價無窮小替換也并非絕對不允許。隻是那是要在對求極限的方法都通透的情況下,才可以運用的方法。其運用條件是非常苛刻的。一般的情況下,隻有因式才能進行等階無窮小替換。
最要命的是,上面這兩種錯誤的方法,在某些特定的條件下,又是可以運用的,這更容易造成一些小夥伴們的錯誤運用。因為如果看到教材中有類似的應用,很多人就會誤以為,這種運用是具有普遍性的。因此兩種錯誤求法也就成了普遍存在的錯誤求法了。
下面我們來看這個極限的正确求法,同時指出求極限的第三種常見的錯誤求法。
解: lim(x→0) (xe^x-ln(1 x))/x^2 =lim(x→0) ((1 x)e^x-1/(1 x))/2x【直接運用洛必達法則,雖然有點煩瑣,但目前老黃沒有找到更好的解法。有些小夥伴,可能會在這裡部分代入x=0,比如,把1/(1 x)寫成1。而這就是第三種常見的錯誤解法了】
=lim(x→0) ((2 x) e^x 1/(1 x)^2 )/2= 3/2. 【這個極限需要運用兩次洛必達法則,然後得到一個在x=0連續的函數極限,這時就可以将x=0代入極限求得最後的結果了】
綜上,求極限最常見的三種錯誤解法包括:(1)随便拆分極限;(2)局部運用無窮小量等價替換;(3)部分代入自變量。平時在求極限時,可千萬不要出現這些錯誤哦。
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