diff --git a/advanced-math/1-exercises/function-and-limit.tex b/advanced-math/1-exercises/function-and-limit.tex index 7b78e77..7d9e532 100644 --- a/advanced-math/1-exercises/function-and-limit.tex +++ b/advanced-math/1-exercises/function-and-limit.tex @@ -82,6 +82,28 @@ $\therefore \lim u^v=e^{\lim v\cdot\ln u}=e^{\lim v(u-1)}$ \subsection{指数法则} +求$\lim_{n\to\infty}n\left[\left(1+\dfrac{1}{n}\right)^{\frac{n}{2}}-\sqrt{e}\right]$。 + +首先对于幂指函数需要取指数,所以$\left(1+\dfrac{1}{n}\right)^{\frac{n}{2}}=e^{\frac{n}{2}\ln(1+\frac{1}{n})}$。 + +而后面的多一个$\sqrt{e}$导致整个式子变为一个复杂的式子,而与$e^x$相关的是$e^x-1\sim x$。 + +所以$e^{\frac{n}{2}\ln(1+\frac{1}{n})}-\sqrt{e}=e^{\frac{1}{2}}\cdot\left(e^{\frac{n}{2}\ln(1+\frac{1}{n})-\frac{1}{2}}-1\right)=e^{\frac{1}{2}}\cdot\left[\dfrac{n}{2}\ln(1+\dfrac{1}{n})-\dfrac{1}{2}\right]$。 + +综上: + +$ +\begin{aligned} + & \lim_{n\to\infty}n\left[\left(1+\dfrac{1}{n}\right)^{\frac{n}{2}}-\sqrt{e}\right] \\ + & =\lim_{n\to\infty}n\left(e^{\frac{n}{2}\ln(1+\frac{1}{n})}-\sqrt{e}\right) \\ + & =\lim_{n\to\infty}n\left[e^{\frac{1}{2}}\cdot\left(e^{\frac{n}{2}\ln(1+\frac{1}{n})-\frac{1}{2}}-1\right)\right] \\ + & =\dfrac{e^{\frac{1}{2}}}{2}\lim_{n\to\infty}n^2\left[\ln\left(1+\frac{1}{n}\right)-\dfrac{1}{n}\right] \\ + & =\dfrac{e^{\frac{1}{2}}}{2}\lim_{n\to\infty}\dfrac{\dfrac{1}{n}-\dfrac{1}{2n^2}-\dfrac{1}{n}}{\dfrac{1}{n^2}} \\ + & =\dfrac{e^{\frac{1}{2}}}{2}\cdot\left(-\dfrac{1}{2}\right) \\ + & =-\dfrac{\sqrt{e}}{4} +\end{aligned} +$ + \subsection{三角函数关系式} \textbf{例题:}求极限$\lim_{x\to 0}\left(\dfrac{1}{\sin^2x}-\dfrac{\cos^2x}{x^2}\right)$。 @@ -92,6 +114,11 @@ $ & = \lim_{x\to 0}\dfrac{x^2-\sin^2x\cos^2x}{\sin^2x\cdot x^2} (\sin x\sim x)\\ & = \lim_{x\to 0}\dfrac{x^2-\sin^2x\cos^2x}{x^4} (\sin x\cos x\sim\dfrac{1}{2}\sin 2x)\\ & = \lim_{x\to 0}\dfrac{x^2-\dfrac{1}{4}\sin^22x}{x^4} \\ +\end{aligned} +$ + +$ +\begin{aligned} & = \lim_{x\to 0}\dfrac{2x-\dfrac{1}{4}\cdot 2\sin 2x\cdot\cos 2x\cdot 2}{4x^3} (\sin x\cos x\sim\dfrac{1}{2}\sin 2x)\\ & = \lim_{x\to 0}\dfrac{2x-\dfrac{1}{2}\sin 4x}{4x^3} \\ & = \lim_{x\to 0}\dfrac{2-\dfrac{1}{2}\cos 4x\cdot 4}{12x^2} \\ @@ -104,6 +131,14 @@ $ 提取常数因子就是提取出能转换为常数的整个极限式子的因子。这个因子必然在自变量的趋向时会变为非0的常数,那么这个式子就可以作为常数提出。 +\subsection{提取公因子} + +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。 + +\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。 + \subsection{幂指函数} 当出现$f(x)^{g(x)}$的类似幂函数与指数函数类型的式子,需要使用$u^v=e^{v\ln u}$。 @@ -145,15 +180,6 @@ $ \end{aligned} $ -\subsection{提取公因子} - -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。 - -\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。 - - \subsection{换元法} 换元法本身没什么技巧性,主要是更方便计算。最重要的是获取到共有的最大因子进行替换。