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数理基础微积分(Calculus) · 10讲2/10 · 配套练习模块导览 →
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第2讲 极限(Limits) · 练习

计算代入型与约分型极限,比较分段函数的左右极限,并用夹逼定理和指数极限检验推导过程。

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配套练习题#

基础练习#

  1. 直接代入法

    计算极限:

    limx2(3x22x+5)\lim_{x \to 2} (3x^2 - 2x + 5)

  2. 有理函数处理

    计算极限:

    limx1x24x+3x1\lim_{x \to 1} \frac{x^2 - 4x + 3}{x - 1}

进阶练习#

  1. 单侧极限分析

    给定分段函数:

f(x)={x3+2x<0exx0f(x) = \begin{cases} x^3 + 2 & x < 0 \\ e^x & x \geq 0 \end{cases}

limx0f(x)\lim_{x \to 0^-} f(x)limx0+f(x)\lim_{x \to 0^+} f(x)

  1. 无穷极限

    计算:

    limx2x35x3x3+x2+4\lim_{x \to \infty} \frac{2x^3 - 5x}{3x^3 + x^2 + 4}

综合应用#

  1. 夹逼定理应用

    证明:

    limx0x2cos(1x)=0\lim_{x \to 0} x^2 \cos\left(\frac{1}{x}\right) = 0

  2. 金融数学应用题

    连续复利计算公式为:

    A=Plimn(1+rn)ntA = P\lim_{n \to \infty} \left(1 + \frac{r}{n}\right)^{nt}

    试推导出 A=PertA = Pe^{rt}


查看答案与解析
  1. 直接代入 x=2x=2

    3(2)22(2)+5=124+5=133(2)^2 - 2(2) + 5 = 12 - 4 + 5 = 13

  2. 因式分解分子:

    (x1)(x3)x1=x3(x1)\frac{(x-1)(x-3)}{x-1} = x-3 \quad (x \ne 1)

    极限值为:

    13=21 - 3 = -2

  3. 左极限:

    limx0(x3+2)=0+2=2\lim_{x \to 0^-} (x^3 + 2) = 0 + 2 = 2

    右极限:

    limx0+ex=1\lim_{x \to 0^+} e^x = 1

    注:该函数在 x=0x=0 处不连续

  4. 分子分母同除 x3x^3

    limx25x23+1x+4x3=23\lim_{x \to \infty} \frac{2 - \frac{5}{x^2}}{3 + \frac{1}{x} + \frac{4}{x^3}} = \frac{2}{3}

  5. 证明

    利用不等式:

    1cos(1x)1-1 \leq \cos\left(\frac{1}{x}\right) \leq 1

    两边乘以 x2x^2x2>0x^2 > 0):

    x2x2cos(1x)x2-x^2 \leq x^2\cos\left(\frac{1}{x}\right) \leq x^2

    由于 limx0(x2)=limx0x2=0\lim_{x \to 0} (-x^2) = \lim_{x \to 0} x^2 = 0,由夹逼定理得证

  6. 推导

    m=nrm = \frac{n}{r},则:

    limn(1+1m)mrt=[limm(1+1m)m]rt=ert\lim_{n \to \infty} \left(1 + \frac{1}{m}\right)^{mrt} = \left[\lim_{m \to \infty} \left(1 + \frac{1}{m}\right)^m\right]^{rt} = e^{rt}

    最终得:

    A=PertA = Pe^{rt}

学习建议

  1. 基础题重点掌握直接代入和因式分解技巧

  2. 分段函数练习时建议先画数轴标注定义域

  3. 证明题要明确写出夹逼定理的三个组成部分

  4. 金融推导注意极限变量的替换技巧(如第6题令m=n/rm = n/r

完成练习后,自评一次

建议先独立作答,再展开参考答案进行核对。