朱 炎

(河南省郑州技师学院 450000)

1 极限思想在概念中的应用

极限思想贯穿了整个数学分析过程,也是解决数学问题必不可少的方法之一,可以巧妙地解决各类问题.因此,在具体应用前,必须掌握极限的概念和具体思想内容.由上可知,极限的概念是动态变化的,会根据具体变量和过程发生变化,以函数为例,如果定义函数在某点连续,就是当自变量增量趋于零时,那幺函数值的增量趋近于零,如果是对导函数进行定义,就是当自变量增量趋于零时,函数增量和自变量增量比的极限值.极限思想就是要在解决数学问题过程中,先确定未知量的近似值,然后根据近似值的具体趋向,确定量的具体数值.因此,掌握良好的极限求解方法是数学分析的关键环节,在参考现有的例题内容后,从公式、定义、法则、性质这几个角度出发,确定具体的求极限方法.

2 极限理论在数学分析中的作用

极限的定义并不是一成不变的,需要根据不同类型变量、过程进行确定,而受到变量和过程多元化特点的影响,极限的形式和定义也并不固定.在这样的情况下,只需要了解常见、重要的极限形式,以此为中心进行拓展,就可以掌握其他极限形式,进而科学地展开数学分析活动.极限思想贯穿了数学分析过程的始末,这一点在很多数学着作中都有所体现,在实际应用过程中,借助这一思想将变量和常量、有限和无限之间的统一关系直观地表现出来,也是唯物辩证法对立统一规律在数学分析中的具体实现.

数学分析的主要作用在于解决初等数学无法解决的问题,如,瞬时速度、曲边形面积、曲边形体积等内容,有赖于微积分的发展,极限思想得到了完善,相应的概念体系规范化、系统化,目前已经成为了数学求解中的主要内容.作为数学分析的重要组成部分,在很多数学问题上都可以利用极限思想进行分析.由此可见,极限理论在数学分析中占有着重要位置.从实际应用情况来看,极限思想引出了连续函数、导数、定积分、多元函数偏导数等重要概念,数学分析之所以可以解决初等数学无法解决的问题,正是因为其采用了极限思想方法.

3 极限理论在数学分析中的应用

4 求极限方法在数学分析中的具体应用

4.1 利用定义求极限

根据前文分析,对极限的定义有了一定的认识,前文中主要介绍的是数列极限的概念,在对极限进行定义的过程中,还可能应用到函数知识,具体分为两种定义方式,分别为:函数f(x)在x0某一去心邻域内和在|x|大于某一正数时,两者均有任意给定正数ε,总存在正数δ.前者需要让0<|x-x0|<δ中所有x对应的函数f(x)满足|f(x)-A|<ε,此时A就是函数f(x)在x→x0时的极限值;后者需要让|x|>δ中所有x对应的函数f(x)满足|f(x)-A|<ε,此时A就是函数f(x)在x→x0时的极限值.

4.2 利用法则求极限

需要注意的是,在应用四则运算法则前,必须要保证每个因子均存在极限,或者变形后存在极限,同时分母极限不能够为零.任何一个条件不满足都不能够应用这种计算方式.

4.3 利用公式求极限

需要注意的是在利用这两个重要极限公式的过程中,必须要慎重观察函数形式是否符合未定式形式,如果不符合,则证明求解过程中存在错误,或者该极限思路并不适用于这一数学分析过程.

在利用泰勒公式求解的过程中,先利用这一公式将函数展开,然后再利用普通的求极限方式进行计算分析.实际上,泰勒公式对一些较为复杂的求极限过程具有化简作用.在实际应用过程中,函数f(x)需要在x=0时,存在n+1阶连续导数,在此基础上,可以进一步展开处理.

解析按照泰勒公式,对该函数进行化简,就可以得到ax和a-x的具体数值,进而按照具体的简化步骤进行求解.

4.4 利用性质求极限

除了上述几个方法之外,利用性质也可以求解极限,主要分为无穷小量性质法、函数连续性法.以无穷小量性质法求解为例,在该性质中有三点性质和极限有关,只要符合这三点性质,就可以利用无穷小量的性质解决相关的极限问题.(1)有限无穷小量的代数和为无穷小;(2)无穷小量与有界函数的乘积为无穷小;(3)有限无穷小量的乘积为无穷小.

4.5 其他求解方法

除了上述几个方面之外,也可以利用微分中值定理、积分中值定理完成极限求解.这两个定理内容也较为相似,都需要函数f(x)在闭区间[a,b]内连续,但微分需要其在开区间(a,b)内可导,则至少存在一点ξ∈(a,b),而积分则需要函数g(x)在区间[a,b]内不变号且可积,至少存在一点ξ∈(a,b).定积分法也是求解极限的一种模式,主要是利用定积分的定义进行极限求解,将定积分划分成和式极限的形式,完成求解过程.反之亦然,在求解和式极限的过程中也可以将其转化为定积分的形式.综合来看,微分中值定理、积分中值定理,实际应用中可以提高解题效率,简化解题步骤,解题准确率也会得到大幅度提高.

综上所述,数学分析中求极限的方法众多,但每个方法都具有一定的局限性,在实际使用过程中需要充分考虑到使用前提和具体条件,正确完成计算求解.通过对求极限方法的归纳分析,明确不同方法的求解条件、内在条件,以及不同方法之间的内在联系,让求极限方法在数学分析中得到灵活的应用.