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洛必达法则为何成为禁术?

2019-11-28知识

之前正好写过文章说洛必达这事。

对于高中生而言, 不一定可以用,而且没必要 ,详见如下文章。

对于大学生而言,记得之前有人说过「数院的学生不需要洛必达」。 [1]

但是,这么好用的求极限的工具, 为什么不用?

但凡是求极限,只要是不定式( \dfrac{0}{0} 或 \dfrac{\infty}{\infty} 的形式),并且极限存在,就直接洛。

不过,这么好用的东西,也有很多小问题。

首先,很多人根本没有看清是不是不定式,比如 \lim_{x\to 0}\dfrac{\mathrm{e}^x-1}{x+1} ,这时候用洛必达,用一个错一个。用错之后还有人会上知乎提问,为什么洛必达失效了?

除此之外,还有很多比洛必达更好用的求极限的方法,比如等价无穷小或是泰勒展开式。比如 \lim_{x\to 0}\dfrac{\tan x-\sin x}{x^3} ,用洛必达也可以,但是用等价无穷小就方便得多,只要注意到 \dfrac{\tan x-\sin x}{x^3}=\dfrac{\sin x(1-\cos x)}{x^3\cos x}\sim\dfrac{x\cdot\dfrac{1}{2}x^2}{x^3}=\dfrac{1}{2}.

还有一些比较奇怪的题目,用洛必达估计会洛出一口血。比如 \lim_{x\to 0}\dfrac{\sin\tan x-\sin\sin x}{x^3} ,这时候根据拉格朗日中值定理,存在 \xi\in(\sin x,\tan x) ,使得

\sin\tan x-\sin\sin x=\cos\xi\cdot(\tan x-\sin x),

并且当 x\to 0 时, \xi\to 0 , \cos\xi \to 1 ,再应用上面的结论即可。

所以,个人建议,遇到复杂的不容易求导的极限,应该优先考虑用等价无穷小、泰勒展开或是Stolz定理 [2] 等方法,做题会更快一些。

实在没有办法,再用洛必达来做,并且还要注意一定要是不定式。

不过,「洛必达」并不是什么要禁止的东西,都是求极限的工具,总是用得上的。

参考

  1. ^ 出处忘了,知道的话可以评论区提醒一下我
  2. ^ 懒得举例了