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极限

常用极限​

lim⁡x→+∞ln⁡x=∞\lim_{x \to +\infty}\ln x=\infty

重要极限​

第一重要极限:lim⁡x→0sin⁡xx=1\lim_{x \to 0}\dfrac{\sin x}{x}=1

第二重要极限:lim⁡x→∞(1+1x)x=e\lim_{x \to \infty}\left(1+\dfrac{1}{x}\right)^x=e 或 lim⁡x→0(1+x)1x=e\lim_{x \to 0}(1+x)^\frac{1}{x}=e


极限的四则运算​

前提:lim⁡f(x)\lim f(x),lim⁡g(x)\lim g(x) 都存在。

lim⁡(f(x)±g(x))=lim⁡f(x)±lim⁡g(x)\lim (f(x) \pm g(x)) = \lim f(x) \pm \lim g(x)

lim⁡(f(x)×g(x))=lim⁡f(x)×lim⁡g(x)\lim (f(x) \times g(x)) = \lim f(x) \times \lim g(x)

lim⁡f(x)g(x)=lim⁡f(x)lim⁡g(x)\lim \dfrac{f(x)}{g(x)} = \dfrac{\lim f(x)}{\lim g(x)},前提:这三个 lim⁡\lim 都存在且 lim⁡g(x)\lim g(x) 不为零

lim⁡(常数×f(x))=常数lim⁡f(x)\lim (\text{常数}\times f(x))=\text{常数}\lim f(x)

lim⁡((AB)C)=(lim⁡(AB))lim⁡C\lim((A^B)^C)=(\lim(A^B))^{\lim C}


夹逼定理​

对数列 {an}\{a_n\},{bn}\{b_n\},{cn}\{c_n\}, 若 an≤bn≤cna_n \leq b_n \leq c_n, 且 lim⁡an=lim⁡cn=L\lim a_n = \lim c_n = L, 则 lim⁡bn=L\lim b_n = L。


等价无穷小​

意义:某些函数在 x→0x \to 0 的时候可以替换成另一个函数。

注意:当想要替换的项与其它项存在直接相加的关系时 不可替换。

如:lim⁡x→0x−sin⁡xsin⁡x\lim_{x \to 0} \dfrac{x-\sin x}{\sin x}


一个函数,在有理数取值为1或0,在无理数取值为0或1, 那么这个函数的极限不存在。

狄利克雷函数:D(x)={1,x∈Q,0,x∈R\Q,D(x)=\left\{\begin{aligned} &1,\qquad &&x\in \mathbb Q,\\ &0,\qquad &&x\in \mathbb R \backslash \mathbb Q, \end{aligned}\right.

(1−D)(x)={0,x∈Q,1,x∈R\Q,(1-D)(x)=\left\{\begin{aligned} &0,\qquad &&x\in \mathbb Q,\\ &1,\qquad &&x\in \mathbb R \backslash \mathbb Q, \end{aligned}\right.

lim⁡x→aD(x)\lim_{x \to a}D(x) 与 lim⁡x→a(1−D)(x)\lim_{x \to a}(1-D)(x) 不存在。


函数连续​

若函数 f(x)f(x) 在 x=ax=a 处有定义,且 lim⁡x→af(x)=f(a)\lim_{x \to a}f(x)=f(a)(该点的极限值 == 函数值),则称 f(x)f(x) 在 x=ax=a 处连续。


洛必达法则​

lim⁡x→0AB\lim_{x \to 0} \dfrac{A}{B} 时, 若 A=B=0A=B=0,或 A=B=∞A=B=\infty, 则 lim⁡x→0AB=lim⁡x→0A′B′\lim_{x \to 0} \dfrac{A}{B} = \lim_{x \to 0} \dfrac{A'}{B'} 。


无穷小量​

给定两个函数 A, BA,\,B ,确保他们在 x→0x\to 0 处是趋于 00 的 (也就是说他们在 x→0x\to 0 处是无穷小量)。

比如说 y=xy=x 和 y=x2y=x^2 在 x→0x\to 0 的时候都是无穷小。

但是你从图像看你会发现他们趋于零的速度是不同的。

无穷大也分大小,有更大的无穷大和没那么大的无穷大。

现在我们要解决的问题是,如何描述 AA 和 BB 谁更快趋于零,谁是更小的无穷小量。

我们的方法是作商,在 lim⁡x→0\lim_{x\to 0} 时求 AB\dfrac{A}{B}, 如果求出来结果是 00 ,说明 AA 更小,用行话说 AA 是 BB 的高阶无穷小; 如果求出来结果是 ∞\infty ,说明 BB 更小,用行话说 AA 是 BB 的低阶无穷小; 如果是一个非零常数,说明 AA 和 BB 趋于零速度只是一个倍数关系,就是没有平方之类那么离谱的关系,即 同阶无穷小; 如果是 11 就是趋近速度完全相同,叫等价无穷小。

lim⁡x→0AB\lim_{x\to 0}\dfrac{A}{B}AA是BB的
00高阶无穷小
11等价无穷小
∞\infty低阶无穷小
cc同阶无穷小