高等数学定理有哪些,极限,夹逼定理,看下图

前几天的文章中超模君介绍了拓扑中的一个有名定理——火腿三明治定理,聪明的模友们想起了另一个跟它很相似的定理——三明治定理(又叫夹逼准则)

说起这个萣理,超模君立马回想起当年的高数课堂……

“接下来我们来讲一讲夹逼准则”话音刚落,沉浸在睡梦中的同桌突然惊起接下来如同哆米诺骨牌那样,睡着的同学都醒来了大家议论纷纷。

“什么夹逼?我没听错吧!”男生们露出了史上最纯洁的笑容女生们脸红耳赤,相信耳听为虚眼见为实,可是她们看了看课本后都希望眼见不一定为实。

好了那么它是怎么来的呢?是谁给他起个这么污的名芓

超模君查了很多资料,关于它的历史不详只知道它是最初由阿基米德(Archimedes)和欧多克索斯(Eudoxus)用来计算圆周率π,后来经高斯发展成现在的定理形式。除了夹逼准则和三明治定理外,它还有许多叫法:两边夹定理、夹挤定理、迫敛法、两个警察和醉囚犯定理等,其中夹挤定理应该是最接近它的英文名字了(Squeeze Theorem)。

通过圆内外接正多边形的方法求解π(夹逼准则的思想)

说了这么久只知其名,不知其所云峩们不能做名词党啊!

夹逼准则,说简单点就是高中的放缩法(变大变小)加上大学的极限思想。更通俗一点假如你的哥哥(姐姐)囷弟弟(妹妹)都是同一天出生的,那么证明你也是那天出生并且你们是三胞胎。

我们先来看一个小栗子再给出夹逼准则的定义。

首先在图像上画出下面的三兄弟:

它们是有大小关系的其中h是老大,g是老二f最小,是老三虽然三娃性格差异较大,但总有共同点毕竟是同一个妈生(坐标轴)。

为了找出这个共同点我们取一下在x=2这点处的极限(也就是让一个点无限靠近2所对应的函数值)。我们先来計算老大h(x)和老三f(x)由图像可以观察到,在x=2处的极限值就等于该点的函数值我们马上可以知道:

于是我们得到了这个共同点,就是点F(21)。戓许有人会问怎么不用计算老二的极限值呢?这就引出了我们的主角——夹逼准则:

我们用西游记来总结一下上面的定理:

八戒有难呼叫悟空和沙憎。

兄弟同心斩除妖魔救八戒。

大意是:g(x)的极限求不出来(八戒有难)可以找到他的老大(孙悟空)和老三(沙憎),只要它们两个嘚极限算出来了(一起斩除妖魔)那么g(x)的极限自然出来了(八戒自然获救)。

虽然夹逼准则这个名字简单易记但是它所解决的难题,都是那种媔目狰狞、身材魁梧的变态题目利用它在繁琐的表达式中迅速掌握对手的命门,化繁为简以夺命剪刀脚紧紧将对手夹在中间,使其无仂反抗只好跪地投降!

我们来看一个栗子,大家可以动动脑筋思考一下:

二话不说先写一个解字。第一眼看上去无法直接代入,第②眼看上去无法化简,第三眼不看了,想打出题老师别急,当遇到难题的时候记得找老大和老三。首先这个和有n项我们比较它們每一项的大小,可以发现:原来老大和老三就在身边!

老大在仿佛看到了胜利的曙光。现在我们把每一项都看作老大,然后每一项嘟看作老三这样就形成了三兄弟关系链(本质上利用了放缩法)

兄弟同心,其利断金极限神马的,放马过来吧!

对上式的左右两端取極限得到都是1,由夹逼准则立即推,原极限也为1搞定。

下面两组图是使用夹逼准则的经典极限(令x趋于0)模友们看出来了吗?

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将答案按照图片红框中的曲线从仩到下写出答案... 将答案按照图片红框中的曲线从上到下写出答案

    从上到下依次是h(x),f(x),g(x)按照准则的说明,在x0附近g(x)是最小的不论左右都一样。經济数学团队帮你解答请及时采纳。谢谢!

    你对这个回答的评价是

有没有大神知道夹逼定理两边的式子怎么看出来的 有没有什么技巧啊

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  现阶段大多同学最关心的还昰极限的计算到底有哪些常用的方法编辑团队就这个问题,将极限的常用计算方法总结归纳如下

  计算极限的常用方法

  (一) 四则運算法则

  四则运算法则在极限中最直接的应用就是分解,即将复杂的函数分解为若干个相对简单的函数和、积和商各自求出极限即鈳得到要求的极限。但是在分解的时候要注意:(1)分解的各部分各自的极限都要存在;(2)满足相应四则运算法则(分母不能为0)。四则运算的另外┅个应用就是“抓大头”如果极限式中有几项均是无穷大,就从无穷大中选取起主要作用的那一项选取的标准是选趋近于无穷最快的那一项,对数函数趋于无穷的速度远远小于幂函数幂函数趋于无穷的速度远远小于指数函数。

  (二) 洛必达法则(结合等价无穷小替换、變限积分求导)

  洛必达法则解决的是“零比零“或“无穷比无穷”型的未定式的形式所以只要是这两种形式的未定式都可以考虑用洛必达法则。当然在用洛必达的时候需要注意(1)它的三个条件都要满足,尤其要注意第二三个条件当三个条件都满足的时候才能用洛必达法则;(2)用洛必达法则之前一定要先化简,把要求极限的式子化成“干净”的式子否则会遇到越求导越麻烦的情况,有的甚至求不出来所鉯一定要先化简。化简常用的方法就是等价无穷小替换有时也会用到四则运算。考生一定要熟记常用的等价无穷小以及替换原则(乘除洇子可以替换,加减不要替换)中,除了也常常会把变限积分和洛必达相结合进行考查这种类型的题目,首先要考虑洛必达但是我们吔要掌握变限积分求导。

  另外考试中有时候不直接考查“零比零“或“无穷比无穷”型,会出“零乘以无穷”“无穷减无穷”这種形式,我们用的方法就是把他们变成“零比零“或“无穷比无穷”型

  (三) 利用泰勒公式求极限

  利用泰勒公式求极限,也是考研Φ常见的方法泰勒公式可以将常用的等价无穷小进行推广,如等。也可以用来求解未知极限式中的未知参数和解决抽象函数的极限。尤其是未知极限式中的未知参数比起洛必达更适合用泰勒公式去做。

  (四) 幂指函数的极限计算方法

  幂指函数指的是底数和指數都是函数的函数。对于幂指函数考研中经常考的题型是未定式的形式如:,。统一的处理方式是做恒等变形从而只要能计算出极限就可以了。当然对于的形式除了用刚才那种方法也可以用重要极限去做。对于用两种方法得出的结果都是其中。把这个当结论记住遇到的形式直接用就可以了。

  夹逼定理是极限这部分两个收敛准则之一数一数二要求掌握并会用它求极限。数三要求了解极限存茬的收敛准则经常以求项和的极限这种形式出现或数列极限的形式出现。使用夹逼定理的核心在于放缩即将要计算极限的函数或数列放大和缩小之后分别求极限,如果这两者的极限都等于同一个数那么原先的函数或数列的极限也就等于这个数。这里在放缩的时候一般偠遵循两个基本原则:一是要便于计算二是要适度(也即放缩之后的极限必须一致)。夹逼定理主要用来求数列极限对数一数二的要求高┅些。

  (六) 单调有界定理

  单调有界定理是极限存在的另一个收敛准则考研中的题型主要是证明一个数列极限存在,并求其极限常見于数一二尤其是数二,11、12、13年连续三年考单调有界定理这种类型题目,主要就是证明数列单调有界(单调递增有上界单调递减有下堺)即可。

  考研中求项和的极限这类题型用夹逼定理做不出来这时候需要用定积分定义去求极限。常用的是这种形式只要把要求的極限凑成等是左边的形式,就可以用定积分去求极限了

  以上是对求极限的常用方法的归纳总结,希望对大家的学习有帮助祝学习順利!

刚学高数求助一个极限题,能鈈能用夹逼定理求这个极限谢谢?


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