求极限是数学分析中一种基本的运算。常用的法则,我们可以归纳如下:
![]()
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。
上述运算中,分母极限
,底的极限
。这些条件不满足,就不能应用上述法则。但有些是定式:如
,有些就是不定式了,共有七种:
,
,
,
,
,
,
。
本质上只有两种:
与
。其它的可变换到这两种来求,如![]()
就成为
型,或者
变成
型。
例
,
,证明
。
证 记
,由
,对
,
,使得如果
,有
,即
。
,由
及
,
,使得如果
,就有
及
。
取
,则当
时,有
![]()

故
。
定理1 设
1)
,
在
上连续,且![]()
,
2)
,
在
上可导,且
,
3)
(
为有限或
),
则
。
证 先证
,由1),我们补充定义
,则
,
成为在
连续,
上可导函数。
,
,
在
满足
Cauchy中值定理条件,所以有
,
,
由3),
,所以
。
同理
,综合起来有
。
注 把
改为
或
结论也成立。
定理2 设
1)
,
在
连续,且![]()
,
2)
,
在
可导,且
,
3)
(
为有限或
),
则
。
证 先算极限,然后再验证条件。


其中只有第二个等式需要说明它满足定理的条件。不妨设
,
,
在
上连续,且
,且
,
在
可导,且
,有
。
注 把
换成
和
也有相应的结论。
例1
![]()
解
。
例2
![]()
解
。
例3
![]()
解
。
定理3 设
1)
,
在
上连续,且
,
,
2)
,
在
可导,且
,
3)
(有限或
),
则
。
证 只对
和
情况证明。
,由3),
,当
时,有
,
,在
上应用Cauchy中值定理,得
, 这里
,
即 ![]()
故 ![]()
。
又由于
,有
,
,所以
,使得当
时,有
, ![]()
令
,当
时,有
。
即
。
定理4 设
1)
,
在
上连续,且
,
2)
,
在
上可导,且![]()