§4 两个重要的极限
一 ??证明? ? [重要极限演示]
?
?
?
?
?
?
?
证? §1例4中我们已导出如下不等式
? ().
除以,得到 ,由此得
????????????? ?? ????? (1)
在(1)式中用代替时,(1)式不变,故
(1)式当 ?时也成立,从而它对一切满足不等式 ?的 ?都成立.
由 ??及函数极限的迫敛性,即得 ?.
?
?
?
?
?
?
?
函数 ?的图象如右图所示.
例1 求
解 令,则 ,且当时.所以有
?? ??????????????????
例2 求?
解 ==
二 证明?
y='(1+1/x)^x';ezplot(y,[10,100]) ?
?
?
?
?
??
?
证 所求证的极限等价于同时成立以下两个极限
??????????????????? ????? (2)
?????????????????????? ??? (3)
先利用数列极限 ?证明(2)式成立.
为此,作定义在上的两个阶梯函数如下:
,,
,,
易见增(第二章§3习题4)且有上界, 减(第二章§3习题9)且有下界.故据上节习题2,
与 皆存在.于是,由归结原则(取=)得到
=
=
另一方面,当时有
? 以及 ?,
即有
,.
从而根据迫敛性,定理(2)式得证.
现证(3)式.为此作代换 ,则
,
且当 ?时 ,从而有
=
以后还常用到的另一种极限形式:
(4)
事实上,令 ,则 ,所以
=
例3 求
解 =
例4? 求
解? 令 ,? 则当 ?时 ,因此
==
例5? 求?
解? .
?另一方面,当时有
而由归结原则(取 ),
==
于是,由数列极限的迫敛性得