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如何在高考時推導(dǎo)洛必達(dá)法則(僅適用于0/0型)

2023-03-25 11:34 作者:別再討好比利  | 我要投稿

路漫漫其修遠(yuǎn)兮,吾將上下而“求導(dǎo)”

分離變量法是一類高中導(dǎo)數(shù)題里的常見方法;然而,不少分離變量法下的題目需要討論在某點的極限,不使用洛必達(dá)法則將無法敘述,使用洛必達(dá)法則會導(dǎo)致扣分,造成尷尬境地。一般這種情況不推薦使用分離變量的方法。

事實上,雖然略有漏洞,在高考中仍然可以用先證后用的辦法,應(yīng)用洛必達(dá)法則;當(dāng)然,由于高中數(shù)學(xué)并沒有定義“極限”,所以無論怎么說,你如果在除了導(dǎo)數(shù)定義的地方使用“l(fā)im”這個符號,其實都是有問題的,我只能說這樣寫比直接洛要好點,扣不扣分就看改卷者了。

洛必達(dá)法則(l'H?pital's rule):

對于函數(shù)f(x)%2Cg(x),如果有

%5Clim_%7Bx%20%5Cto%20a%7D%20f(x)%3D0%2C%5Clim_%7Bx%20%5Cto%20a%7D%20g(x)%3D0

%5Clim_%7Bx%20%5Cto%20a%7D%20f(x)%3D%5Cinfty%2C%5Clim_%7Bx%20%5Cto%20a%7D%20g(x)%3D%5Cinfty

②在a的去心鄰域內(nèi)f(x)%2Cg(x)均可導(dǎo),且g'(x)%E2%89%A00

%5Clim_%7Bx%20%5Cto%20a%7D%20%5Cfrac%7Bf'(x)%7D%7Bg'(x)%7D%3DA,其中A為實數(shù)或無窮

那么有%5Clim_%7Bx%20%5Cto%20a%7D%20%5Cfrac%7Bf(x)%7D%7Bg(x)%7D%3D%5Clim_%7Bx%20%5Cto%20a%7D%20%5Cfrac%7Bf'(x)%7D%7Bg'(x)%7D%3DA%0A

現(xiàn)在進(jìn)行解釋

對于①,通常把兩函數(shù)在點a處都趨于0的情況稱為洛必達(dá)法則的0/0型(0比0型),都趨于無窮的情況稱為洛必達(dá)法則的∞/型(無窮比無窮型),這里無窮可以是正無窮、負(fù)無窮,或者一個趨于正無窮,一個趨于負(fù)無窮。

對于②,用高中語言講,就是在區(qū)間(a%20-%CE%B4%EF%BC%8Ca%20%2B%20%CE%B4)里去除點a,得到一個新的范圍,這個范圍叫點a的去心鄰域。在去心鄰域內(nèi)兩個函數(shù)要可導(dǎo),并且分母的導(dǎo)數(shù)不為0

在高中范圍內(nèi)導(dǎo)數(shù)題遇到的函數(shù)一般都符合②

對于③,要指出的是洛必達(dá)法則求出的結(jié)果必須存在才可用;如果使用洛必達(dá)法則求出極限不存在,不能說明原極限不存在,比如:

懶得打LaTeX了,b站老是把我打的公式吞了,服了

在高中范圍內(nèi)導(dǎo)數(shù)題遇到的函數(shù)一般也都符合③
現(xiàn)在用高中知識給出0/0型的推導(dǎo):

最后根據(jù)導(dǎo)數(shù)定義得到結(jié)論

這里的思路就是把導(dǎo)數(shù)定義式湊出來,導(dǎo)數(shù)定義是唯一一個高中數(shù)學(xué)里提到lim符號的

有一點小問題:

最后得到的結(jié)論并不是%5Clim_%7Bx%20%5Cto%20a%7D%20%5Cfrac%7Bf'(x)%7D%7Bg'(x)%7D,而是%5Cfrac%7Bf'(a)%7D%7Bg'(a)%7D,和洛必達(dá)法則有點偏差,洛必達(dá)法則里如果洛完之后又是0/0型,可以接著洛,但是如果寫成%5Cfrac%7Bf'(a)%7D%7Bg'(a)%7D,那么分母為0是不合理的,不過問題不大,高中導(dǎo)數(shù)題應(yīng)該不會有分母為0的情況,也不會有要連續(xù)洛的題吧?

還有一個小問題是從第一步到第二步,用到了極限的運算法則

這很顯然是超綱的,因為高中數(shù)學(xué)連lim都沒定義,更別提運算法則了,所以這一點有風(fēng)險。

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