考研高数中,函数极限是第一章核心内容,也是后续导数、积分学习的基础,每年真题中直接或间接考查分值约10-15分,必须重点掌握。以下是整理的高频考点及解题技巧笔记,适合基础阶段夯实与强化阶段复盘。
一、核心考点梳理
1. 极限定义:需牢记“ε-δ”语言(函数极限)与“ε-N”语言(数列极限),虽直接考查定义证明的概率较低,但理解定义是掌握后续性质的关键。例如,当x→x₀时f(x)→A的定义,本质是“x无限接近x₀时,f(x)与A的距离可任意小”,可结合数轴理解“无限接近”的数学表达。
2. 极限性质:重点掌握唯一性(极限若存在则唯一)、局部有界性(极限存在则函数在x₀某邻域内有界)、局部保号性(若极限A>0,则x₀某邻域内f(x)>0),这三类性质常作为选择题选项或证明题辅助条件,比如2023年数二真题第4题就考查了局部保号性的应用。
二、常用解题方法(按优先级排序)
1. 等价无穷小替换:适用于“0/0”“∞/∞”型极限,是最快捷的方法之一,但需严格遵守“乘除可换、加减慎换”原则。高频等价无穷小需熟记:当x→0时,sinx~x、tanx~x、ln(1+x)~x、eˣ-1~x、(1+x)ᵃ-1~ax(a为常数),此外还要注意复合形式,如sin(2x)~2x(x→0时)、ln(1+3x²)~3x²(x→0时)。
示例:求lim(x→0)[tan(2x)-sinx]/x,若直接替换tan(2x)~2x、sinx~x,得(2x - x)/x = 1,结果正确;但若遇到lim(x→0)(sinx - tanx)/x³,直接替换会得0,错误,需先通分再用等价无穷小或泰勒公式,正确步骤为:sinx - tanx = tanx(cosx - 1) ~ x*(-x²/2) = -x³/2,故极限为-1/2。
2. 洛必达法则:同样适用于“0/0”“∞/∞”型,使用前需满足三个条件(分子分母可导、导数比值极限存在或为∞)。需注意:洛必达法则并非万能,若多次使用后极限仍未求出,需换方法(如等价无穷小、泰勒)。例如,lim(x→+∞)(x + sinx)/x,若用洛必达法则,得lim(1 + cosx),该极限不存在(振荡),但原极限实际为1(因sinx/x→0),此时洛必达法则不适用。
3. 泰勒公式:适用于复杂函数(如eˣ、ln(1+x)、sinx)的极限计算,尤其是“0/0”型且等价无穷小无法直接替换的情况。高频泰勒展开式(x→0时,展开到x³项即可满足多数真题需求):eˣ = 1 + x + x²/2! + x³/3! + o(x³);ln(1+x) = x - x²/2 + x³/3 + o(x³);sinx = x - x³/6 + o(x³)。
示例:求lim(x→0)(eˣ - 1 - x - x²/2)/x³,直接用泰勒展开eˣ,得(1 + x + x²/2 + x³/6 + o(x³) - 1 - x - x²/2)/x³ = (x³/6 + o(x³))/x³ = 1/6,步骤简洁且不易出错。
三、易错点提醒
1. 等价无穷小替换条件混淆:务必记住“只有乘除运算中可替换,加减运算中替换需满足‘替换后两项极限均存在且不为相反数’”,否则易出错,如前文提到的(sinx - tanx)/x³案例。
2. 忽视极限存在的前提:计算分段函数在分界点的极限时,需分别计算左极限与右极限,只有左、右极限都存在且相等,整体极限才存在。例如,f(x) = |x|/x,x→0时左极限为-1,右极限为1,故极限不存在。
3. 数列极限用洛必达法则:数列是离散函数,不可直接用洛必达法则(需连续可导),需先将n换成x(x→+∞),用洛必达求出函数极限后,再利用“函数极限存在则数列极限存在且相等”的结论,例如求lim(n→∞)n*ln(1 + 1/n),可先求lim(x→+∞)x*ln(1 + 1/x) = lim ln(1 + 1/x)^x = lne = 1,故数列极限为1。
四、笔记使用建议
1. 结合教材(如同济版《高等数学》)梳理定义,先理解再记忆性质;2. 每类解题方法搭配3-5道真题(优先近10年真题)练习,总结适用场景;3. 建立“错题本”,将易错点标注在错题旁,定期复盘(建议每周1次),避免重复出错。
免责声明:本站所提供试题均来源于网友提供或网络搜集,由本站编辑整理,仅供个人研究、交流学习使用,不涉及商业盈利目的。如涉及版权问题,请联系本站管理员予以更改或删除。