首先,洛必達法則的使用前提是分式為 , ,更廣義的就是 這種形式。
然而真正使用洛必達法則的時候必須保證使用完之後分式仍為未定式,或者直接得出確定答案,才叫使用成功。否則洛必達法則失效。
通俗一點說就是我們在做題的時候是嘗試著使用洛必達法則,如果使用之後極限不存在並不能說明原極限不存在。
現在對題中所給極限 使用洛必達法則 得出不存在,即此處洛必達法則失效
正確解法為
類似的例子還有很多,比如
求函數 在 處的導數。
錯誤解法:
通過洛必達法則,得出該點導數不存在。
這也是洛必達法則失效的一種情況。
正確解法:
這一步強行湊出
筆者也沒想到這個回答居然有這麼多的閱讀量,這裡就再補充一個洛必達法則失效的例子吧
: 求極限:
錯誤解法:顯然該極限也滿足洛必達法則使用條件:
得出來的極限也不存在,但原極限肯定是存在的。
正確解法:
這裡極限的存在性就不證明瞭,畢竟不是數學分析裡面的題目注重嚴謹邏輯,對於非數學專業來說,主要注重計算技巧。
由海涅定理轉化為數列極限:
這道題也是比較經典的洛必達法則失效的情況。
筆者看見了評論區有人在問廣義洛必達法則即 這種形式,這種形式可以在分子極限不易計算,但分母極限趨於無窮時就可以根據導數極限來求解原極限。
定理(廣義洛必達法則)設 和 在 上可導,若滿足
1.
2.
3. ( 為有限數或者 ;)則有
證明:僅考慮 為有限數的情況,由於 ,所以,對任意的 ,存在 ,使得當 時有
因為 ,有 中值定理可知,對任意的 ,存在 或 使得 ,因此 ,於是當 時,有
整理得:
由於 ,所以存在 ,使得當 時,有 , ,因此,對任意的 ,存在 ,當 時,有 ,即有 。
這種形式的洛必達法則運用較少,但是在分子極限不易計算時較好用,但也需要注意其失效的情況。
再補充一處,現在《數學分析》第五版中也明確說明瞭洛必達法則的使用情況,分母為無窮即可使用。