洛必達法則當然你在大學階段可以使用。但是隻要有水平的出題老師,可以做到讓你在大學考試的時候不想用洛必達法則,逼迫你去使用其他的方法求解。
我個人并不反對使用洛必達,甚至非常建議在求極限已經化簡比較簡單的時候,使用洛必達法則。
使用洛必達法則的一些建議
基本上大的工作已經處理完畢(使用等價無窮小、泰勒展開、加減湊項、确定項代值)後,發現用其他辦法不如洛必達穩定。
本身就是比較簡單的極限問題,并且求導你很有把握。(大學老師如果禁止你使用洛必達法則,多半有可能是題目太簡單了,用洛必達法則可以很穩求解出來)
(慎重考慮)發現其他方法并不好做,并且在确定已經有足夠的時間下,使用洛必達法則,暴力計算出來。
為什麼我們通常不使用洛必達法則
求極限的方法有多種多樣,絕大多數問題都可以通過等價替代、泰勒展開、加減湊項、幂指代換等搞定。
我們經常高估了我們的計算能力,其實很多函數求導本身很複雜,求導之後更加複雜。
有時候判斷極限是否是0/0型和 [公式] 型也不容易。
經典例題
例題1:不适合使用洛必達法則
洛必達法則/加減湊配法/等價替代法/拉格朗日中值定求極限: lim
一→0
(3 r )”-3
分析:這是一道基礎極限題,可以用很多方法求解,就當是複習,解法1:洛必達法則
首先研究對 f ( z )=(3 則)*的求導:幂指代換求導:
f ( r )=(3 r )= erhn (3 =),
ra )= chaza [ n (3 時 弄]取對數法求導:
f ( a )=(3 a )”一 Inf ( a )= In (3 z )”= cIn (3 z ),兩邊求導:
南 r @)= n (8 本- G )= a [ n (3 = 兩]= r ( a )= ehaton (3 s ]
limeIn (3 )=e0·In3=1.國→0
因此:
(3 r )”-3 lim
國→0
erln (3 z ) [ In (3 z ) 弄 s 】—3I3
느 lim
→0 2T
erIn (3 ) q [ n (8 ] eihar6 器—3(n3)
느 lim
E →0
e °-ß [ n (3 0) 9]° e · la [ l84o o 8】—3.(n3)2
1·(In3) 1·信 )-1·(In3°)_
解法2:等價替代法1
ezIn3[ ezn (3 )-an3-1]
(3 z )”—3 eln (3 æ) - e ln3
1im = lim -= lim
T →0 T →0
1·[ rIn (3 r )-rIn3] r ·[ In (3 r )-In3]
= lim = lim
r →0
In (1 g
n (3 r )-In3 lnl
lim = lim = lim
r →0 →0
= lim
需→0T
2
解法3:等價替代法2
如果熟悉 y = a ”形式的同學,也可以不用幂指代換.
若工→0時, g ( z )→0且 f ( z )= C ,則 f ( z )9回)—1~ g ( a ) In [1 f ( a )].
3[()-
(3 z )”—3
lim = lim lim
E →0 z →0
, zIn (1 :)!
一1
= lim = lim 1 lim
面→0
解法4:拉格朗日中值定理
(3十 r )-3= erln (3 )-eln3= e [œ In (3十 r )一rln3], e (rln3, rln (3十 r ))エ→0時,→0, e →1.
(3十 z )”-3 eIn (3 т)erln3 拉格朗日中值定理 e [ rIn (3 a .
lim = lim lim
E →0 →0 z →0
rIn (3 z )—tIn3 r ·[ In (3 r )-In3]
lim = lim
E →0 z →0
3十工
In (3 r )-In3
16 = lim = lim
E →0 z →0
lim 工→0
例題2:非常适合使用洛必達法則
求極限: lim 牛 —(1 z )
分析:這是一道去年的每日一題,我們可以通過整體換元法,将關于 z 的極限換成關于 y 的極限求解;因為這樣進行洛必達法則,隻需要将 y 當成自變量求導即可,不需要當成隐函數求導.
解法1:洛必達法則
設 v =( ,則布: i "— =斯
由于 z →0時,(1十 z )→ e ,即 y → e ,我們考慮将其變成關于 y 的極限,則有:
—(=('—)
0m陽完寄“期“— g 一 tioce — tg —學
( 的) in (1 2 In (1十 z )
(2) lim = elim
= elim In (1十3)一王= elim 0z?用-ラ;
觀察極限,我們看到了熟悉的 y =(十 z ),那麼我們按照之前的套路,對其求導以及求其極限:
V = exma 啡立”" dt ,并且 limy =—是之後我們的分子可改寫成: e — r 下面就是洛必達了:
原式= i '”二 i "= im "’ v ——
二—— D ——"'— g — D —(别(台) imle — ee —D7]-등[ e "- e ( e -1) y -*].
又因為ェ→0, ye ,于是有:
둥 im [ e *- e ( e -) y ~*]=등 le - e ( e -1) e -*]= gle -( e °- e ) e ~*]=등 le *-( e ·- e ')]= g …—
下面是求'在 z →0時極限的過程:
Iim 以= linexpma 立一 h ( ) エー In (1 z )
프-(1 z ) n (1 )= elim ー In (1 )- zln (1 )= elim 프- In )- elim 픽 rIn (1 エ)
= elim 工(1 a )
重0
= elim - — e =—
看完這些之後,你是否對洛必達法則有了一定新的認識呢?
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