张宇老师每日一题:考研数学中的极限难题如何攻克?
在考研数学的备考过程中,极限问题是许多考生感到头疼的环节。尤其是张宇老师提出的每日一题,往往蕴含着深层次的解题技巧和思维方法。今天,我们就来探讨几个典型的极限问题,看看如何通过巧妙的变形和转换,轻松化解看似复杂的极限计算。这些问题不仅能够帮助考生巩固基础,还能提升解题能力,为最终的考研数学考试打下坚实基础。
问题一:如何计算极限 lim (x→0) (sin x x) / (x3)?
这个极限问题看似简单,但很多考生在计算过程中容易陷入误区。正确的解题思路需要利用泰勒展开式,将sin x和x进行展开,然后通过分子分母的约简得到结果。具体来说,sin x的泰勒展开式为x x3/6 + o(x3),代入原式后,分子分母同时除以x3,最终得到极限值为-1/6。这个过程中,考生需要注意泰勒展开式的使用和约简技巧,避免因为计算错误而失分。
问题二:极限 lim (x→∞) (x2 + ax + b) / (x + 1) 的值是多少?
这个极限问题考察的是考生对多项式极限的理解。当x趋于无穷大时,分子分母的最高次项将决定极限的值。因此,我们可以将分子分母同时除以x,得到(x + a + b/x) / (1 + 1/x)。随着x趋于无穷大,b/x和1/x都趋于0,最终极限值为a+1。这个过程中,考生需要掌握多项式极限的基本计算方法,避免因为忽略最高次项而得出错误结论。
问题三:如何求解极限 lim (x→0) (ex 1 x) / (x2)?
这个极限问题涉及到指数函数的展开,需要考生熟练掌握ex的泰勒展开式。ex的泰勒展开式为1 + x + x2/2 + o(x2),代入原式后,分子分母同时除以x2,得到(1/x + 1/x2/2) / 1。随着x趋于0,1/x和1/x2/2都趋于无穷大,但1/x2/2的增速更快,因此极限值为1/2。这个过程中,考生需要注意泰勒展开式的使用和极限的计算技巧,避免因为忽略高阶项而得出错误结论。