diff --git a/advanced-math/exercise/1-limit/limit.tex b/advanced-math/exercise/1-limit/limit.tex index 7237b95..a92e16d 100644 --- a/advanced-math/exercise/1-limit/limit.tex +++ b/advanced-math/exercise/1-limit/limit.tex @@ -84,7 +84,7 @@ $\therefore \lim u^v=e^{\lim v\cdot\ln u}=e^{\lim v(u-1)}$ \subsection{指数法则} -求$\lim\limits_{n\to\infty}n\left[\left(1+\dfrac{1}{n}\right)^{\frac{n}{2}}-\sqrt{e}\right]$。 +\textbf{例题:}求$\lim\limits_{n\to\infty}n\left[\left(1+\dfrac{1}{n}\right)^{\frac{n}{2}}-\sqrt{e}\right]$。 首先对于幂指函数需要取指数,所以$\left(1+\dfrac{1}{n}\right)^{\frac{n}{2}}=e^{\frac{n}{2}\ln(1+\frac{1}{n})}$。\medskip @@ -138,6 +138,14 @@ $= \dfrac{4}{3}$ 当作为商的极限式子上下都具有公因子时可以提取公因子然后相除,从而让未知数集中在分子或分母上。 +\textbf{例题:}求$\lim\limits_{x\to 4}\dfrac{x^2-6x+8}{x^5-5x+4}$。 + +需要先提取公因子: + +$=\lim\limits_{x\to 4}\dfrac{(x-2)(x-4)}{(x-1)(x-4)}=\lim\limits_{x\to 4}\dfrac{x-2}{x-1}=\dfrac{2}{3}$。 + +(当然可以使用洛必达法则得到极限为$\lim\limits_{x\to 4}\dfrac{2x-6}{2x-5}=\lim\limits_{x\to 4}\dfrac{8-6}{8-5}$) + \textcolor{orange}{注意:}提取公因子的时候应该注意开平方等情况下符号的问题。如果极限涉及倒正负两边则必须都讨论。 当趋向为负且式子中含有根号的时候最好提取负因子,从而让趋向变为正。\medskip @@ -186,7 +194,9 @@ $=1$ 首先定性分析:$\lim\limits_{x\to-\infty}x\cdot(\sqrt{x^2+100}+x)$。 -在$x\to-\infty$趋向时,$x$就趋向无穷大,而$\sqrt{x^2+100}$为一次,所以$\sqrt{x^2+100}+x$趋向0。 +在$x\to-\infty$趋向时,$x$就趋向无穷大。 + +而$\sqrt{x^2+100}$为一次,所以$\sqrt{x^2+100}+x$趋向0。 又$\sqrt{x^2+100}$在$x\to-\infty$时本质为根号差,所以有理化: @@ -278,6 +288,14 @@ $=\dfrac{1}{2}$ \subsection{拆项} +拆项需要根据式子形式进行,所以很难找到普遍规律。 + +\textbf{例题:}求$\lim\limits_{n\to\infty}\dfrac{(n+1)(n+2)(n+3)\cdots(n+6)}{6n^6}$。 + +需要将分子和分母都拆为6项: + +$=\dfrac{1}{6}\lim\limits_{n\to\infty}\dfrac{n+1}{n}\times\dfrac{n+2}{n}\times\cdots\dfrac{n+6}{n}=\dfrac{1}{6}\lim\limits_{n\to\infty}(1+\dfrac{1}{n})(1+\dfrac{2}{n})\cdots(1+\dfrac{6}{n})=\dfrac{1}{6}$。 + 当极限式子中出现不知道项数的$n$时,一般需要使用拆项,把项重新组合。一般的组合是根据等价无穷小。 而对于复杂的具有同一结构的式子也可以考虑拆项。 @@ -641,9 +659,30 @@ $\lim\limits_{n\to\infty}x_n=\lim\limits_{n\to\infty}\dfrac{1+2x_{n-1}}{1+x_{n-1 $\therefore\lim\limits_{n\to\infty}x_n=\dfrac{1+\sqrt{5}}{2}$。 +而许多题目只给出样子,连通项公式都不会给出。\medskip + +\textbf{例题:}求出数列$\sqrt{2}$,$\sqrt{2+\sqrt{2}}$,$\sqrt{2+\sqrt{2+\sqrt{2}}}$$\cdots$的极限。 + +根据数列样式,无法通过普通的通项公式来表达,所以需要考虑使用递推式来表示:$x_{n+1}=\sqrt{2+x_n}$。 + +首先证明有界性: + +给定一个任意的正整数$k$,再根据递推式,假定$x_k<2$,所以$x_{k+1}=\sqrt{2+x_k}<\sqrt{2+2}=2$。且$x_1=\sqrt{2}$满足假定,所以$x_k<2$对于任意的正整数$k$都成立,所以$x_n$存在上界2。 + +然后证明单调性,根据其递推式: + +$x_{n+1}-x_n=\sqrt{2+x_n}-x_n=\dfrac{2+x_n-x_n^2}{\sqrt{2+x_n}+x_n}=\dfrac{-(x_n-2)(x_n+1)}{\sqrt{2+x_n}+x_n}$。\medskip + +又$0