不定型式的極限問題

除了 這種不定型式以外,以下都是不定型式。 不定型式的極限值,什麼都有可能,千萬不要亂猜。



以上所有出現 的地方,都可以代入 而得到對應的結果,因此都不再贅述。

不論哪一種不定型式,總是可以設法轉換成 的型式。 以下,我們各舉一個例子,來看看可以怎麼變換。


\begin{displaymath}
\lim_{x\to c}f(x)=\infty\quad\mbox{and}\quad \lim_{x\to c}g(x)=\infty
\end{displaymath}
則取了倒數之後,就是
\begin{displaymath}
\lim_{x\to c}\frac1{f(x)}=0\quad\mbox{and}\quad \lim_{x\to c}\frac1{g(x)}=0
\end{displaymath}
所以很自然地
\begin{displaymath}
\lim_{x\to c}\frac{g(x)}{f(x)} \end{displaymath}
就成了 的不定型式。

因此,我們知道,無論是 還是 的不定型式,都可以直接使用羅必達法則。

這裡我們舉兩個例子:

\begin{displaymath}
\lim_{x\to0} \frac1{x} \ln(1+x) = \lim_{x\to0}\frac{\ln (1+x... ...rac{\displaystyle \frac1{1+x}}1
= \lim_{x\to0} \frac1{1+x} = 1 \end{displaymath}
還有
\begin{displaymath}
\lim_{x\to0} x \ln\frac1{x} = \lim_{x\to0}\frac{-\ln x}{\dis...
...le -\frac1{x}}{\displaystyle -\frac1{x^2}} = \lim_{x\to0}x = 0
\end{displaymath}

以下這個例子,其實有更簡單的解法 (因式分解), 但是我們故意使用羅必達法則以作為練習。

\begin{eqnarray*}
&&\lim_{x\to1}\Bigl(\frac1{x^2-3x+2} - \frac1{2x^2-5x+3}\Bigr)...
...{x-1}{2x^3-9x^2+13x-6} = \lim_{x\to1}\frac{1}{6x^2-18x+13} = 1 \end{eqnarray*}

考慮
\begin{displaymath}
\lim_{x\to0} (1+x)^{\frac1{x}} \end{displaymath}
$y = (1+x)^{\frac1{x}}$$\ln y = \frac1{x}\ln(1+x)$, 因為指數函數是連續的,所以容許
\begin{displaymath}
\lim_{x\to0} y = \lim_{x\to0} e^{\displaystyle\ln y}
= e^{\,\displaystyle\bigl(\lim_{x\to0} \ln y\bigr)} \end{displaymath}
但是我們已經知道
\begin{displaymath} \lim_{x\to0} \frac1{x}\ln(1+x) = 1
\end{displaymath}
因此
\begin{displaymath}
\lim_{x\to0} y = \lim_{x\to0} (1+x)^{\frac1{x}} = e
\end{displaymath}
所有有關指數的極限問題,都可以取對數來討論,不論是不是不定型式, 都可以這樣做。只是不一定需要羅必達法則而已。

警告

務必先確定極限屬不定型式,才要使用羅必達法則。不要盲目地用。

我們現在還沒有必要談 這種問題,提醒讀者,不要攪糊塗了。

習題

  1. 請問


  2. 請問


  3. 請問


  4. a 是一個實數,請問


  5. 請問


  6. 請問 [GR]


  7. 請問 [GR]


  8. 請問


  9. 請問 [FD]


  10. 請問 [GR]



Created: Aug 6, 2001
Last Revised: Aug 18, 2001
© Copyright 2001 Wei-Chang Shann 單維彰