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極限計算

大一 · 微積分

觀念

xyy = (x² − 4)/(x − 2):x = 2 沒定義(空心)但 x → 2 時 y → 412312345O

極限 (limit) 問的是「xx 逼近某點時,f(x)f(x) 逼近哪個值」,而不是 ff 在那一點的值。這個區分是整個微積分的起點:導數是差商的極限、積分是黎曼和的極限。

三個常用技巧:(1) 因式分解約分:00\frac{0}{0} 型先把公因式約掉,例如 lim⁡x→2x2−4x−2=lim⁡x→2(x+2)=4\lim_{x\to2}\frac{x^2-4}{x-2} = \lim_{x\to2}(x+2) = 4;(2) 同除最高次:x→∞x\to\infty 時有理函數先比分子分母的次數,同次就是首項係數比,分子次數較低極限為 0,分子次數較高則發散;(3) 夾擠定理 (squeeze theorem):若 g≤f≤hg\le f\le h 且 g,hg, h 極限相同,ff 也被夾到同一值,典型例子是 lim⁡x→0x2sin⁡1x=0\lim_{x\to0}x^2\sin\frac{1}{x} = 0(夾在 −x2-x^2 與 x2x^2 之間)。

有根號的 00\frac{0}{0} 型則乘共軛。這些技巧背後的精神都是:把「代入會爆掉」的式子改寫成等價但能代入的形式。

例題

求極限 lim⁡x→∞5x2−x−4x2+2x+2\displaystyle\lim_{x\to\infty} \frac{5x^{2}-x-4}{x^{2}+2x+2}(填最簡分數)。

看解法與答案

分子分母同除以最高次 x2x^2:

5−1x−4x21+2x+2x2\frac{5-\frac{1}{x}-\frac{4}{x^2}}{1+\frac{2}{x}+\frac{2}{x^2}}

x→∞x\to\infty 時所有 1x\frac{1}{x}、1x2\frac{1}{x^2} 項趨近 0,極限為 51=5\frac{5}{1} = 5。

答案: 55

用在哪裡

插畫

極限計算:情境插畫極限計算:例題插畫

學習路徑

先學會

學完可以接著學

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