则有。
注意:上述定理1.7及定理1.8对也成立。 下面我们给出函数极限的四则运算定理 定理1.9如果则 (1) (2) (3)当时,时,
上述运算法则可推广到有限多个函数的代数和及乘积的情形,有以下推论: (1) (2) (3)
用极限的运算法则求极限时,必须注意:这些法则要求每个参与运算的函数的极限存在,且求商的极限时,还要求分母的极限不能为零。 另外,上述极限的运算法则对于的情形也都成立。
(五)无穷小量和无穷大量 1.无穷小量(简称无穷小)
定义对于函数,如果自变量x在某个变化过程中,函数的极限为零,则称在该变化过程中,为无穷小量,一般记作
常用希腊字母,…来表示无穷小量。
定理1.10函数以A为极限的必要充分条件是: 可表示为A与一个无穷小量之和。
注意:(1)无穷小量是变量,它不是表示量的大小,而是表示变量的变化趋势无限趋于为零。 (2)要把无穷小量与很小的数严格区分开,一个很小的数,无论它多么小也不是无穷小量。 (3)一个变量是否为无穷小量是与自变量的变化趋势紧密相关的。在不同的变化过程中,同一个变量可以有不同的变化趋势,因此结论也不尽相同。 例如:
振荡型发散
(4)越变越小的变量也不一定是无穷小量,例如当x越变越大时,就越变越小,但它不是无穷小量。
(5)无穷小量不是一个常数,但数“0”是无穷小量中惟一的一个数,这是因为。 2.无穷大量(简称无穷大)
定义;如果当自变量(或∞)时,的绝对值可以变得充分大(也即无限地增大),则称在该变化过程中,为无穷大量。记作。 注意:无穷大(∞)不是一个数值,“∞”是一个记号,绝不能写成或。 3.无穷小量与无穷大量的关系
无穷小量与无穷大量之间有一种简单的关系,见以下的定理。
定理1.11在同一变化过程中,如果为无穷大量,则为无穷小量;反之,如果为无穷小量,且,则为无穷大量。 当无穷大
无穷小 当为无穷小
无穷大
4.无穷小量的基本性质
性质1有限个无穷小量的代数和仍是无穷小量;
性质2有界函数(变量)与无穷小量的乘积是无穷小量;特别地,常量与无穷小量的乘积是无穷小量。
性质3有限个无穷小量的乘积是无穷小量。 性质4无穷小量除以极限不为零的变量所得的商是无穷小量。 5.无穷小量的比较
定义设是同一变化过程中的无穷小量,即
。
(1)如果则称是比较高阶的无穷小量,记作;
(2)如果则称与为同阶的无穷小量; (3)如果则称与为等价无穷小量,记为; (4)如果则称是比较低价的无穷小量。当
等价无穷小量代换定理: 如果当时,均为无穷小量,又有在,则。 均为无穷小 又有
且存
这个性质常常使用在极限运算中,它能起到简化运算的作用。但是必须注意:等价无穷小量代换可以在极限的乘除运算中使用。 常用的等价无穷小量代换有: 当时,
sinx~x;tan~x;arctanx~x;arcsinx~x;
(六)两个重要极限 1.重要极限Ⅰ
重要极限Ⅰ是指下面的求极限公式
令
这个公式很重要,应用它可以计算三角函数的型的极限问题。 其结构式为: