(4.4)James Stewart Calculus 5th Edition:Indeterminate Forms and L’Hospital’s Rule


Indeterminate Forms and L’Hospital’s Rule 不定式 和 洛必达法则

如果有一个函数


虽然在 x=1 的点,没有意义
但是, 对应的 趋近于 1的地方, 我们想知道对应的极限信息

这里 lnx 和 x-1 都是 当 x->1, 对应的值 都趋近于0

我们把这种, x->a的时候, f(x) 和 g(x) 都趋近于0 的形式,叫做
indeterminate form of type 0/0
也就是 ** 0比0型**

之前也接触过一些,例如:


这种,化简之后,可以得到结果

例如:


我们可以通过 几何图形 得出结果。

这里,我们会介绍较系统的解决办法
L’Hospital’s Rule 洛必达法则

介绍之前, 还有一种情况:
x->a的时候, f(x) 和 g(x) 都趋近于 ∞ 的形式,叫做
indeterminate form of type ∞/∞
也就是 ** ∞比∞型**


L’Hospital’s Rule 洛必达法则
(4.4)James Stewart Calculus 5th Edition:Indeterminate Forms and L’Hospital’s Rule_第1张图片

洛必达法则 很好用, 可以把 ** 0比0型** 和 ** ∞比∞型**
直接转化成对应 导数的比
这样,求起来很方便
(注意, 这里分母的导数要不为0)


例子:

** 例子1 **



因为:


明显是 ** 0比0型**
我们可以用 洛必达法则

(4.4)James Stewart Calculus 5th Edition:Indeterminate Forms and L’Hospital’s Rule_第2张图片

** 例子2 **


我们知道:


明显是 ** ∞比∞型**
我们可以用 洛必达法则

(4.4)James Stewart Calculus 5th Edition:Indeterminate Forms and L’Hospital’s Rule_第3张图片

这个时候,还是 ** ∞比∞型**
我们再次用 洛必达法则

(4.4)James Stewart Calculus 5th Edition:Indeterminate Forms and L’Hospital’s Rule_第4张图片

** 例子3 **


不解释了
明显是 ** ∞比∞型**
我们可以用 洛必达法则


这个时候,是 ** 0比0型**
我们再次用 洛必达法则


Indeterminate Products 不确定的时候

有的时候,会存在类似 ** 0比∞型的情况
需要自己转化一下
转化成 ** 0比0型
或者 ** ∞比∞型**
一般转换方式为:


例子:

** 例子6 **


这个明显是 ** 0比∞型**


可以求导,得出结果:


Indeterminate Differences 不确定的微分

有的时候 会出现 XXX - YYY 的情况
这个时候,也可以转换成 ** 0比0型** 或者 ** ∞比∞型**

例子

这个时候,把 XXX - YYY 的情况
转换成 ** 0比0型**

(4.4)James Stewart Calculus 5th Edition:Indeterminate Forms and L’Hospital’s Rule_第5张图片

Indeterminate Powers 不确定的幂

一般的形式,大体有下面几种:

(4.4)James Stewart Calculus 5th Edition:Indeterminate Forms and L’Hospital’s Rule_第6张图片

通常可以



可以得到:

(通常指数函数相关的,都可以化成e为底, 这里虽然是幂,但是幂也是变量,这里可以理解成 幂 和 指数 函数的结合)


例子:

例子 8


我们可以先取自然对数

根据 洛必达法则, 先求 自然对数的极限

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再转换为,对应的e为底的原函数:


所以:


例子 9


一样,先转换:

再根据 洛必达法则, 求指数的极限

最后,求原函数

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