《函数极限的求法和技巧》论文摘要: 本文就关于求函数极限的方法和技巧作了一个比较全面的概括、综合。
在数学分析与微积分学中,极限的概念占有主要的地位并以各种形式出现而贯穿全部内容,因此掌握好极限的求解方法是学习数学分析和微积分的关键一环。
本文就关于求函数极限的方法和技巧作一个比较全面的概括、综合,力图在方法的正确灵活运用方面,对读者有所助益。
关键词：函数极限正文一、求函数极限的方法1、运用极限的定义lim ()0,0,:,x f x b A x x A ε→∞=⇔∀>∃>∀>有()f x b ε-<lim ()0,0,,x f x b A x A ε→-∞=⇔∀>∃>∀<-有()f x b ε-<lim ()0,0,,x f x b A x A ε→+∞=⇔∀>∃>∀>有()f x b ε-<lim ()0,0,:0,x a f x b x x a εδδ→=⇔∀>∃>∀<-<有()f x b ε-<lim ()0,0,:,x af x b x a x a εδδ→+=⇔∀>∃>∀<<+有()f x b ε-<lim ()0,0,:,x af x b x a x a εδδ→-=⇔∀>∃>∀-<<有()f x b ε-<例1： 用极限定义证明111lim x x x →+∞-=+ 证明：不妨设想x>-1,∀ ε>0 ,要使不等式12111x x x ε--=<++成立.解得x>21ε-(限定0< ε<2)取A= 21ε-.于是，20,1,,A x A εε∀>∃=-∀>有111x x --+< ε,即111lim x x x →+∞-=+ 例2: 用极限定义证明:1223lim 22=-+-→x x x x 证: 由244122322-+-=--+-x x x x x x ()2222-=--=x x x0>∀ε 取εδ= 则当δ<-<20x 时,就有ε<--+-12232x x x由函数极限δε-定义有:1223lim 22=-+-→x x x x 2、利用极限的四则运算性质若 A x f x x =→)(lim 0B x g x x =→)(lim 0(I)[]=±→)()(lim 0x g x f x x )(lim 0x f x x →±B A x g x x ±=→)(lim 0(II)[]B A x g x f x g x f x x x x x x ⋅=⋅=⋅→→→)(lim )(lim )()(lim 0(III)若 B ≠0 则：BAx g x f x g x f x x x x x x ==→→→)(lim )(lim )()(lim 000（IV ）cA x f c x f c x x x x =⋅=⋅→→)(lim )(lim 0（c 为常数）上述性质对于时也同样成立-∞→+∞→∞→x x x ,,例1：求 453lim 22+++→x x x x解: 453lim 22+++→x x x x =254252322=++⋅+ 例2：求22232lim 1x n n n →∞+-+ 解：22222232322lim(2)232lim lim 1111lim(1)x x x x n n n n n n n n n→∞→∞→∞→∞+-+-+-==+++ 2232lim 2lim lim 2211lim1lim x x x x x n nn→∞→∞→∞→∞→∞+-===+3、利用无穷小量性质法（特别是利用无穷小量与有界量之乘积仍为无穷小量的性质）设函数f(x)、g(x) 满足： （I ）0)(lim 0=→x f x x(II) M x g ≤)( (M 为正整数) 则：0)()(lim 0=→x f x g x x例: 求 xx x 1sinlim 0⋅→ 解: 由 0lim 0=→x x 而 11sin≤x故 原式 =01sinlim 0=⋅→xx x4、利用无穷小量与无穷大量的关系。
（I ）若：∞=)(lim x f 则 0)(1lim=x f (II) 若: 0)(lim =x f 且 f(x)≠0 则 ∞=)(1lim x f 例: 求下列极限 ① 51lim+∞→x x ②11lim 1-→x x解: 由 ∞=+∞→)5(lim x x 故 051lim =+∞→x x由 0)1(lim 1=-→x x 故 11lim 1-→x x =∞5、等价无穷小代换法定义:设'',,,ββαα 都是同一极限过程中的无穷小量，且有： ''~,~ββαα，''lim βα 存在，则 βαlim 也存在，且有βαlim = ''lim βα常见等量代换(当x →0时):sin ~x x ,ln(1)~x +x ,tan ~x x ,arcsin ~x xarctan ~x x ,1~x e -x ,1cos ~x -212x 例1：求极限0ln(1)lim1cos x x x x →+-解： 002ln(1)lim lim 211cos 2x x x x x xx x →→+⋅==-例2:求极限2220sin cos 1lim x x x x -→解: ,~sin 22x x 2)(~cos 1222x x -∴ 2220sin cos 1lim x x x x -→=212)(2222=x x x 注： 在利用等价无穷小做代换时，一般只在以乘积形式出现时可以互换，若以和、差出现时，不要轻易代换，因为此时经过代换后，往往改变了它的无穷小量之比的“阶数”6、利用两个重要的极限。
1sin lim)(0=→x x A x e xB x x =+∞→)11(lim )(但我们经常使用的是它们的变形：))((,))(11lim()()0)((,1)()(sin lim)()(''∞→=+→=x e x B x x x A x ϕϕϕϕϕϕ例：求下列函数极限xa x x 1lim )1(0-→、 bx ax x cos ln cos ln lim)2(0→、 （3）0sin 2lim sin 3x x x →)1ln(ln 1 ln )1ln( ,11 u a u x a a u x u a x x+=-+==-于是则）令解：（a u auu a u a u x a u x uu u u x x ln )1ln(ln lim )1ln(ln lim )1ln(ln lim 1lim 010000=+=+=+=-→→→→→→故有：时，又当)]1(cos 1ln[)]1(cos 1ln[(lim)2(0-+-+=→bx ax x 、原式1cos 1cos 1cos )]1(cos 1ln[1cos )]1(cos 1ln[(lim0--⋅--+--+=→ax bx bx bx ax ax x1cos 1cos lim0--=→ax bx x 222222220220)2()2()2(2sin )2(2sin lim 2sin 22sin 2lim ab x a x bx b x b x a xa xb x x x =⋅=--=→→α（3）、原式=0sin 2lim sin 3x x x →=000sin 2sin 22lim2222lim sin 3sin 3333lim33x x x x xx x x x x x x x→→→==7、利用函数的连续性（适用于求函数在连续点处的极限）。
)()](lim [))((lim )()(lim )]([)()()(lim )()(000a f x f x f a u u f a x x f ii x f x f x x x f i x x x x x x x x ======→→→→ϕϕϕϕ处连续，则在且是复合函数，又若处连续，则在若例：求下列函数的极限)1ln(15cos lim)1(20x x x e x x -+++→、 （2） xx x )1ln(lim0+→()1ln ))1(lim ln()1ln(lim )1ln(lim )1()1ln()1ln()2(6)0()1ln(15cos lim )1ln(15cos )(0)1(1010011202==+=+=++=+=+==-+++-+++==→→→→e x x xx x x x x x f x x x e x x x e x f x x x x x x xxx x x 故有：令、由有：故由函数的连续性定义的定义域之内。
属于初等函数由于解：ϕ8、变量替换法注：本方法适用于分子、分母的根指数不相同的极限类型，特别地有：nkmlx x mn kl x =--→11lim1m 、n 、k 、l 为正整数。
例：求下列函数极限 ① m xx m n x (11lim1--→ 、n )N ∈ ②1)1232(lim +∞→++x x x x 解: ①令 t=mn x 则当1→x 时 1→t ,于是原式=nmt t t t t t t t t t n m t n m t =++++-++++-=----→→)1)(1()1)(1(lim 11lim 121211②由于1)1232(lim +∞→++x x x x =1)1221(lim +∞→++x x x令：t x 1212=+ 则 2111+=+t x ∴1)1232(lim +∞→++x x x x =1)1221(lim +∞→++x x x =2110)1(lim +→+t t t=e e t t t tt =⋅=+⋅+→→1)1(lim )1(lim 21019、 利用函数极限的存在性定理定理: 设在0x 的某空心邻域内恒有 g(x)≤f(x)≤h(x) 且有: A x h x g x x x x ==→→)(lim )(lim 0则极限 )(lim 0x f x x → 存在, 且有A x f x x =→)(lim 0例: 求 x nx ax +∞→lim (a>1,n>0)解: 当 x ≥1 时,存在唯一的正整数k,使 k ≤x ≤k+1于是当 n>0 时有:knx n a k a x )1(+<及 aa k a k a x k n k n x n 11⋅=>+又 当x +∞→时,k +∞→ 有=++∞→k n k a k )1(lim00)1(lim 1=⋅=⋅+++∞→a a a k k n k 及 =++∞→1lim k n k a k 0101lim =⋅=⋅+∞→aa a k k n k∴xnx a x +∞→lim =010、用左右极限与极限关系(适用于分段函数求分段点处的极限，以及用定义求极限等情形)。