能用洛必达法则证明重要极限lim_{x->0}sinx/x=1么?
洛必达法则 第一个例子,感觉有循环论证之嫌
PS:备份我当时(2013-11-5 11:59:41)看到的wiki一份洛必达法则 - 维基百科,自由的百科全书
能。直接使用三角函数的分析定义。
发现 ,然后就可以洛了(
但是,这个「三角函数」,真的和几何定义等价吗?
啊,那就见这个回答了:
三角函数只能在直角三角形中计算吗??www.zhihu.com是可以的!
我们需要回到三角函数的定义、弧度制的定义去解答这个问题。
众所周知曲线 的一段弧长为 ,而单位圆的参数方程用三角函数表示为: ,其中 是连续可导的函数(这并非循环论证,而是说常见教材证明这两个函数连续和可导是多余的。如果你不满意这个解释,认为没有证明其存在性,请看下面的更新,利用隐函数存在性定理证明),而弧度制的定义为,角度等於单位圆对应弧长,即:
将两端求导,并加上单位圆方程,得到:
对方程(1)(单位圆方程)两端求导,得到 :
带入 ,得到: ,再将其代入方程(2)(弧度制方程),得到 (至于为什么不是-1,是因为 )
根据洛必达法则:
但是并不用这么麻烦,因为根据导数的定义:
当然如果用别的方法比如级数定义三角函数那另说。
参见:
如何严格证明 sinx<x(0<x<π/2)??www.zhihu.com更个新,换用隐函数存在性定理证明。
你说凭啥上面单位圆用三角函数写成参数方程,他就连续可导呢?
考虑单位圆的右半圆周 ,点 与 之间的弧长为:
记 ,因为偏导数 连续,由隐函数存在定理,在 的一个邻域存在连续可导的函数 ,使得 ,且
因为 故 .
同理根据洛必达法则:
同理并不用这么麻烦,因为根据导数的定义:
再更新:
我们发现单位圆弧长公式中,右边是一个正弦值的函数,左边的弧长可以看做弧度制下的角度,这正好与反正弦函数的定义相符。
因此我们可以定义弧度制下的反正弦函数:
其反函数则是正弦函数的一部分。
不能用洛必达法则在用夹逼定理证出sinx/x的极限是1后,用sinx/x=1为条件证出了sinx导数为cosx。而如果用洛必达法则证lim sinx/x (x趋近于0) 时需要对sinx求导,但sinx求导的推导过程用到了(sinx/x=1)这个前提条件,所以不能用洛必达法则。
不行,我非要讲一下,看到太多人装逼循环论证了。循环论证的理解不是洛必达的证明过程需要用到sinx/x,而是用完洛必达之后的lim(x→0)sinx/1不能直接等于lim(x→0)cosx/1(因为sinx=cosx的证明需要用到sinx/x),注意是「用完洛必达之后」。洛必达你说拿个夹逼定理证明还说的过去,说什么是用sinx/x为基础证出来的,这是微分方程学魔怔了,啥都要个初值呗。洛必达可以用柯西中值定理证明,柯西中值定理可以用罗尔定理证明,而罗尔定理需要用到费马引理,而他们的条件是区间连续且区间内可导!没有要求sinx/x,包括定理费马引理的证明过程中也没有涉及sinx/x,只是涉及到驻点x处f(x)=0,这个驻点处的导数为零难道你是用:f(x)=cosx故f(0)=cos0=1求的?明明是用保号性证明的好吧。
严格来说的确不能。
如果用洛必达证明它的话,那么就一定要计算 的导数,而这个推导过程又会回到证明 上来,
另外这个问题已经有人问过了,回答还是比较准确的。
为什么不能用洛必达法则证明两个重要极限??www.zhihu.com这里的题主提到一篇文献:
[1]张军亮.用洛必达法则证明重要极限的逻辑错误[J].高等数学研究,2015,18(05):20+28.
文献中的逻辑还是比较清楚的,他要表达的主要意思是:
1、 由于在用洛必达法则证明这一极限时,必须要用到 的导数为 ,而这个极限的证明刚好又要用到洛必达法则。
2、即便使用Taylor展开来证明,在推导 的Taylor展开时其实也用到了它的导数。这样的话相当于又用了一次洛必达法则。
因此无论如何,如果用洛必达法则来证明的话,其推导过程如果都是(间接且必须)依赖 这个结论本身的,这样就形成了所谓的「循环论证」。
可以 在复域展开就行了()
可以用洛必达法则计算,因为满足洛必达法则使用的条件
反对目前的高赞回答. 事实上, 是可以用洛必达法则来计算的,且中间不存在循环论证. 这是因为三角函数是完全可以从其他角度(甚至是更严谨地)来定义,比如说幂级数. 从幂级数角度一下子就可以得到
于是
更多细节可以参见
杨树森:三角函数的严格定义?zhuanlan.zhihu.com杨树森:三角函数的级数定义符合几何直观?zhuanlan.zhihu.com当x趋向于0的时候是可以总洛必达的
要想用洛必达法则证明那个极限等于1,就得证明sinx的导数是cosx,可是sinx的导数是cosx是先用夹逼定理证明出用那个极限等于1,再用那个极限等于1证明出来的。
除非用比这种方法更麻烦的方法证明出sinx的导数是cosx。
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