一、前言
在计算极限问题时,使用“抓大头”和“抓小头”的计算方式,有时候可以加快计算速度,但是,这种计算极限的方式不能随便使用——在用之前,必须清楚当前的情况是否能用抓大头和抓小头的计算方式,否则极易出现错误。
二、正文
一般情况下,“抓大头”的使用条件如下(“抓小头”同理):
- 式子是一个分式;
- 分子和分母中都存在趋于极限的变量;
- 抓大头之后式子整体不等于零;
- 一般能用到抓大头的题目中,极限都是存在的,因此,如果抓大头之后发现极限仍为无穷大,也要考虑抓大头的操作是否该用或者是否用对了。
下面是几个例子:
例 1:
$$
I = \lim \limits_{n \rightarrow \infty} \frac{n^{2}+n+1}{3 n^{2}+n+2} \Rightarrow
$$
可以“抓大头”:
$$
I = \frac{1}{3}.
$$
例 2:
直接“抓大头”就是错的:
$$
I = \lim \limits_{n \rightarrow \infty}\left(\sqrt{n^{2}+n}-\sqrt{n^{2}-n}\right) \neq \lim \limits_{n \rightarrow \infty} (n – n) = 0.
$$
正确的“抓大头”:
$$
I = \lim \limits_{n \rightarrow \infty}\left(\sqrt{n^{2}+n}-\sqrt{n^{2}-n}\right) \Rightarrow
$$
分子有理化:
$$
I = \lim \limits_{n \rightarrow \infty} \frac{2 n}{\sqrt{n^{2}+n}+\sqrt{n^{2}-n}} \Rightarrow
$$
抓大头:
$$
I = \lim \limits_{n \rightarrow \infty} \frac{2 n}{2 n}=1.
$$
例 3:
直接“抓大头”就是错的:
$$
I = \lim \limits_{n \rightarrow \infty} \sqrt{n^{2}+3 n} \neq \lim \limits_{n \rightarrow \infty} \sqrt{n^{2}}=\lim \limits_{n \rightarrow \infty} n.
$$
正确的“抓大头”:
$$
I = \lim \limits_{n \rightarrow \infty} \sqrt{n^{2}+3 n} \Rightarrow
$$
$$
I = \lim \limits_{n \rightarrow \infty} \sqrt{n^{2} (1 + \frac{3}{n}) } \Rightarrow
$$
$$
I = \lim \limits_{n \rightarrow \infty} n \sqrt{ (1 + \frac{3}{n}) } \Rightarrow
$$
$$
I = \lim \limits_{n \rightarrow \infty} n (1 + \frac{3}{n})^{\frac{1}{2}} \Rightarrow
$$
$$
\lim_{x \rightarrow 0} (1 + x)^{\alpha} = \alpha x \Rightarrow
$$
$$
I = \lim \limits_{n \rightarrow \infty} n \cdot \frac{1}{2} \cdot \frac{3}{n} = \frac{3}{2}.
$$
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