无穷多个数按一定顺序排成一列:u1,u2,?un,?,称为数列,记为数列{un},其中un称为数列的一般项或通项。
设有数列{un}和常数A。若对任意给定的??0,总存在自然数N?N(?),当n>N时,恒有 |un?A|??,则称常数A为数列{un}的极限,或称数列{un}收敛于A,记为
n??limun?A或un?A(n??)。没有极限的数列称为发散数列。收敛数列必为有界数列,
其极限存在且唯一。 2.极限存在准则
(1)定理1.1.4(夹逼定理)设在x0的某空心邻域内恒有g(x)?f(x)?h(x),且有
x?x0limg(x)?limh(x)?A, 则极限
x?x0x?x0limf(x) 存在,且等于A .
注 对其他极限过程及数列极限,有类似结论. (2)定理:单调有界数列必有极限.
3.重要结论:(1)若limun?a,则limun?a,其中a为任意常数。
n??n?? (2)limun?0?limun?0。
n??n?? (3)limun?a?limu2n?a且limu2n?1?a 。
n??n??n??【考点九】(1) 单调有界数列必有极限.
(2) 单调递增且有上界的数列必有极限,单调递增且无上界的数列的极限为??. (3)单调递减且有下界的数列必有极限,单调递减且无下界的数列的极限为??. 【评注】(1)在应用【考点九】进行证明时,有些题目中关于单调性与有界性的证明有先后次序之分,需要及时进行调整证明次序。 (2)判定数列{un}的单调性主要有三种方法:
I 计算un?1?un . 若un?1?un?0,则{un}单调递增;若un?1?un?0,则{un}单调递
减。
II 当un?0(n?1,2,则{un}单调递减。
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)时,计算
un?1uu . 若n?1?1,则{un}单调递增;若n?1?1,unununIII 令f(n)?un,将n改为x,得到函数f(x)。若f(x)(x?1)可导,则当f'(x)?0时,
{un}单调递增;当f'(x)?0时,{un}单调递减。
cca【例1】(1) (武汉大学,2003年)设0?c?1,a1?,an?1??n, 证明:?an?收敛,并求
222其极限。
?1(2) (中国科学院,2002年)设an?1?an?an (n>1),a1?1,则
2liman??? .
n??
【例2】设0?x1?3,xn?1?限。
【考点十】(夹逼准则)设有正整数N,当n?N时,yn?xn?zn,且
xn(3?xn)(n?1,2,?).证明数列{xn}的极限存在,并求此极
limyn?limzn?a,则limxn?a.
n??n??n??【评注】在使用夹逼准则时,需要对通项进行“缩小”和“放大”,要注意:“缩小”应该是尽可能地大,而“放大”应该是尽可能地小,在这种情况下,如果仍然“夹”不住,那么就说明夹逼准则不适用于这个题目,要改用其他方法。
【例3】求下列极限:lim[(n?1)?n]n??kk(0?k?1)
2xn【例4】设an?n1?x?() (x?0),求liman .
n??2n
【例5】设xn?a?yn,且lim(yn?xn)?0,a为常数. 则数列?xn?和?yn?( )
n?? (A) 都收敛于a (B)都收敛,但不一定收敛于a (C) 可能收敛,也可能发散 (D)都发散
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【例6】设xn?an?yn,且lim(yn?xn)?0,?xn?,?yn?和?an?均为数列. 则
n??liman( )
n?? (A)存在且等于0 (B)存在但不一定等于0 (C)一定不存在 (D)不一定存在
【考点十一】用定积分的定义计算和式的极限:由定积分的定义知,当f(x)连续时,有
1n(1)lim?fn??ni?1?i?1????0f?x?dx, ?n?i(b?a)?1b?a??(b?a)fa?(b?a)xdx????0?af(x)dx. ??n???sin?? ?1?n???n?b?an (2) lim?fnn??i?1【例7】求下列极限:
i?2??sinsin?nn?n?(1)lim? (2)lim?n??11n???n?1i?1n?n2?2?2?inntan
【例8】求下列极限:设函数f(x)?a(a?0,a?1),求极限lim
x1ln[f(1)f(2)n??n2f(n)].
)?lim【考点十二】设xn?f(n),则limxn?limf(nn??n??x???(f)x。也就是说,将数列中的正整
数n改为连续变量x,令x???,则数列的极限等于相应的函数的极限。
【例9】求下列极限:
n3?n2(1?cos(1)limn??n2?1?nn1)2n
(2)lim(1?n??a?1n)(其中a?0,b?0且a?1) b
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第三章 函数的极限
【考点分析】函数极限的考点主要包括:用洛必达法则求未定式的极限,由已知极限求未知极限,极限中的参数问题,无穷小量阶的比较等等。
f(x)?A?limf(x)?A. 也就是说,函数极限【考点十三】limf(x)?A?lim??x?x0x?x0x?x0x?x0limf(x)存在且等于A的充分必要条件是,左极限limf(x)与右极限limf(x)都存在,??x?x0x?x01x并且都等于A。
【评注】在求极限limf(x)时,如果函数f(x)中包含e或x项,则立即讨论左右极限
x?0f(0?0)?limf(x)?A和f(0?0)?limf(x)?A,再根据【考点十三】判断双侧极限
x??0x??0limf(x)是否存在。
x?0【例1】当x?1时,函数
xx?121?1x?1e的极限( )
(A)等于2. (B)等于0.
(C)为? (D)不存在但不为?
【例2】求极限limx?03?2e3?2e1x1x?sin?x. x
【考点十四】使用洛必达(L'Hospital)法则求
0型未定式的极限之前,一定要将所求极0限尽可能地化简。化简的主要方法:
(1)首先用等价无穷小进行代换。注意:等价无穷小代换只能在极限的乘除运算中使用,
而不能在极限的加减运算中使用,但在极限的加减运算中高阶无穷小可以略去; (2)将极限值不为零的因子先求极限; (3)利用变量代换(通常是作倒代换,令x?1) t (4)恒等变形:通过因式分解或根式有理化消去零因子,将分式函数拆项、合并或通分达
到化简的目的。
【记忆要点】常见的等价无穷小代换:
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