课 题: 两个重要极限 目的要求:
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教学方法: 教学内容与步骤:
1. 0sin lim 1x x x
→=. 证明 作单位圆如下图所示,取AOB x ∠=(rad),于是有:
BC =sin ,x »
AB x =,tan AD x =.由图得OAB OAD OAB S S S ∆∆<<扇形,即 111sin tan 222x x x <<得 sin tan x x x <<,从而有sin cos 1x x x
<<. 上述不等式是当π02x <<时得到的,但因当 x 用x -代换时cos x ,sin x x
都不变号,所以 x 为负时,关系式也成立. 因为0limcos 1x x →=,又0
lim11x →=,由极限的夹逼准则知介于它们之间的函数sin x x 当
0x →时,极限也是1.这样就证明了0sin lim
1x x x
→=. 说明: (1)这个重要极限主要解决含有三角函数的
00
型极限. (2)为了强调其一般形式,我们把它形象地写成0sin lim 1x x →=x
(方框□代表同一变量). 例6 求0sin 3lim sin 4x x x →. 解:
003040sin 3sin 3433sin 343lim
lim()lim lim .sin 43sin 4443sin 44
x x x x x x x x x x x x x x x x →→→→=⋅⋅=⋅= 例7 求201cos lim x x x →-. 解 2
2220002sin sin 1cos 1122lim lim lim 22
2x x x x x x x x x →→→⎛⎫ ⎪-=== ⎪ ⎪⎝⎭. 例8 求30tan sin lim
x x x x →-. 解: 332000tan sin tan (1cos )1sin 1cos lim lim lim cos x x x x x x x x x x x x x x →→→---⎛⎫==⋅⋅ ⎪⎝⎭
由例7知
21cos 1(0)2
x x x -→→, 故30tan sin 1lim 2x x x x →-=. 2. 1lim 1e x x x →∞⎛⎫+= ⎪⎝⎭
. 解释说明:列出11x x ⎛⎫+ ⎪⎝⎭
的数值表(如下表),观察其变化趋势.
从上表可看出,当x 无限增大时,函数11x x ⎛⎫+ ⎪⎝⎭
变化的大致趋势,可以证明当x →∞时, 11x
x ⎛⎫+ ⎪⎝⎭的极限确实存在,并且是一个无理数,其值为e 2.718282828=L ,即
1lim 1e x x x →∞⎛⎫+= ⎪⎝⎭
说明:(1)此极限主要解决 1∞型幂指函数的极限.
(2)它可形象地表示为 1lim 1e, →∞+=W W W
() (方框□代表同一变量). (3)另一表示形式:10lim(1)e →+=W
W W 。
(方框□代表同一变量). (4)两种计算方法:
熟练者:拼凑法,凑出方框□代表的代数式)
初学者:1∞型幂指函数的极限,换元法,设底数为1+u (或为1+1/u ),求出U
来。
再凑出指数1/U (或U )
练习9 求3lim 1x
x x →∞⎛⎫+ ⎪⎝⎭
. 解: 所求极限类型是1∞型,(换元法) 令3x u =,则:3x u =. 333311lim 1lim 1lim 1e x u u x u u x u u →∞→∞→∞⎡⎤⎛⎫⎛⎫⎛⎫+=+=+=⎢⎥ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎢⎥⎣⎦
. 例10 求2lim 1x x x →∞⎛⎫- ⎪⎝⎭
. 解: 所求极限类型是 1∞
型.(拼凑法)
22221lim 1lim 1e .2x x x x x x ---→∞→∞⎡⎤⎛⎫⎢⎥ ⎪⎛⎫⎢⎥-=+= ⎪ ⎪⎢⎥⎝⎭ ⎪-⎢⎥⎝⎭⎢⎥⎣⎦ 例11 求2lim 3x x x x →∞-⎛⎫ ⎪-⎝⎭
. 解 所求极限类型是 1∞型,令2113x x u
-=+-,解得3x u =+.当x →∞时, u →∞.于是 33
2111lim lim 1lim 1lim 1 e.3x u u x u u u x x u u u +→∞→∞→∞→∞-⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫=+=+⋅+= ⎪ ⎪ ⎪ ⎪-⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭
作业:教学总结:。