
对于洛必达法则的应用,大家应该都能用来求未定式函数极限。对于可导的无穷小或无穷大之间的积、商、幂关系的函数,我们可以通过转化成0比0型或无穷大比无穷大型的未定式极限,运用洛必达法则,对分子分母同时求导,经过多次运算,可以得到连续函数的极限值。
那么对于未定式数列的极限,你们会解决吗?由于数列没有可导的概念,我们不能直接使用洛必达法则,需要结合归结原则才能求出未定式数列的极限。让我们看一个具体的例子:
求解数列极限:lim(n趋向无穷大)(1+1/n+1/n^2)^n。
【这是一个1的无穷大次幂的不定式数列极限,我们可以解决它的同类函数极限】
解答过程如下:
lim(x趋向正无穷大)(1+1/x+1/x^2)^x = lim(x趋向正无穷大)((x^2+x+1)/x^2)^x。
指数部分的极限是一个0比0型的未定式函数极限,我们可以使用洛必达法则。
进一步求解,得到lim(x趋向正无穷大)ln((x^2+x+1)/x^2)/(1/x) = lim(x趋向正无穷大)(2x-(2x^3+x^2)/(x^2+x+1)) = lim(x趋向正无穷大)((x^2+2x)/(x^2+x+1)) = 1。
lim(x趋向正无穷大)(1+1/x+1/x^2)^x = e。根据归结原则,原极限等于e。
事实上,对于此类问题,我们都可以使用归结原则来解决。当n趋向无穷时,x=f(n)=n也趋向正无穷大,这符合函数极限变量所趋向的点的定义。为了加深大家对归结原则的理解,我们再提供一个例子:
解:lim(x趋向0+)(1+x+x^2)^(1/x) = e^lim(x趋向0+)ln((1+x+x^2)/x)。求解该极限时,因为lim(x趋向0+)ln((1+x+x^2)/x) = lim(x趋向0+)ln((2x+1)/(1+x+x^2)) = 1,所以lim(x趋向0+)(1+x+x^2)^(1/x) = e。由于x=1/n趋向0+(当n趋向无穷大时),根据归结原则,原极限等于e。
通过比较这两种解法,我们可以发现第二种解法更为简洁。这也说明了归结原则在解决这类问题时的关键点。你理解了吗?
