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最好的洛必达&最悲催的洛必达。

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原创不易,敬请理解!

不知道洛必达法则到底是有多让人牵挂,

最近总有网友在后台留言,

都是最豪横的三个字:

洛必达洛必达

当然,

作为一个面冷心热且严谨的人,

虽然写它觉得还有不少顾虑和担忧,

但还是默默地拿了起高数

偷偷地再一次做了认真的温习。

因为,

实在忍不住,

今天就准备讲讲这个洛必达了!

而对它理论的理解,

总觉得还是要更谨慎点,

并且尽量能够用最朴素的语言,

讲清楚并说明白。

要说到洛必达,

就不能不说下导数的定义了。

关于导数概念,

对于凡事喜欢逐源的我来说,

总觉得教材的编排,

真是太过小心了些。

至于为什么?

看下导数定义的生成过程,

就知晓了。

导数的定义,

教材从熟悉的路程与时间的函数式着手,

分解成了三个环节:

平均变化率瞬时变化率导数

平均变化率

从定义上不难看出,

这个平均变化率,

相当于物理中的平均速度了。

如果用数学中的量来表示,

应该相当于曲线的一条割线斜率

瞬时变化率

同样的道理,

这个瞬时变化率,

就相当于物理中的瞬时速度

从数学角度来说,

相当于曲线在某点处的切线斜率

只是定义中的那个“趋于某个值”,

在具体实例中,

虽没太多疑问。

但总觉还是缺了点理论上的支撑,

而让人有了太多想象的空间。

仅右逼 近

是只须这个样子……

仅右逼 近

还是仅须这个样子?

左右逼 近

还是必须这个样子呢……

虽然有疑问,

但幸好有一点还是可以肯定的:

从图像上感觉,

那“某个值”一定就是切线斜率。

“导数”定义

唉,

对于那“固定的值”,

教材依然还是欲说还休的样子,

不过还是小心地,

在教材的备注页上,

做了一个简单的说明:

其实低估了我们的智商,
就算教材里真的讲了极限,
这个概念也是不难理解的吧。

所以说,

极限这个东西,

在中学阶段的地位,

也确实是很委屈很尴尬了:

想要用它解决问题,

却又极不愿意让同学知道它。

也让我想起了某些公众号,

想转载别人推文,

却又总是遮遮掩掩的,

不愿标注文章来源。

因为要讲洛必达,

觉得还是应该讲清楚极限的。

函数的极限

其实关于函数极限,

有自变量趋于有限值趋于无限值

两种情况。

自变量趋于有限值时的极限:

这是高数中极限的定义,

这种描述,

总会叫人望而却步的。

所以总觉得,

还是文字描述更让人舒心。

就像是下面动图中,

当x从x0左右两侧同时逼近x0时,

函数值都无限逼近同一个固定值A,

这个A就是函数在点x0处的极限了。


函数极限


那么,

如果x是从x0的某一侧逼近呢?

就像是……

右极限

左极限

所以,

极限还是要分左极限和右极限的,

当x从x0的右侧无限逼近时,

如果函数值无限逼近一个固定值A,

这个A叫做函数当x→x0时的右极限,

记作:

当x从x0的左侧无限逼近时,

如果函数值也无限逼近一个固定值A,

那么这个A就叫做函数当x→x0时的左极限,

记作:

可是,

如果出现了下面这种情况:


极限不存在

当点x→x0函数的左右极限不相等,

左右为难时,

就说函数当x→x0时极限不存在了。

其实,

上面的极限不存在,

主要还是因为图像在x0处断了。

嗯,

断了,断了,

这样的函数我们一般称它是不连续的。

而对于连续函数来说,

很显然的,

除了定义域的区间端点,

函数在每一点处的极限都是存在的。

而且函数当x→x0时的极限,

就是函数在该点处的函数值。

对于这种理解,

我一般是这样描述的:

就像是

直接代入而已!

自变量趋于无限值时的极限,

其实理解起来都是一样的:

就像是:

一样的容易理解。

所以这种情况,

就不再啰嗦,

你可以凭借自己的感觉行事的。

但是对于两个函数f(x)和g(x)的比值来说,

经常会出现当x→a(或x→∞)时,

f(x)与g(x)都趋于零或无穷大,

此时f(x)/g(x)的极限可能存在,

但也可能不存在。

通常这种极限叫未定式。

而对于这类极限的处理,

就要用到我们今天等了很久的,

洛必达法则了。

洛必达法则

将x=a代入式中,

如果分母为零、分子不为零,

极限显然为无穷大了;

而如果分子为零、分母不为零,

则极限显然为零。

但如果分子、分母同时为零时,

则极限可能存在,

也可能会不存在,

也就是前面提到的未定式了

那么,

这个定理就告诉我们,

x=a代入分子、分母同时为零时

可以通过对分子、分母分别求导,

再代入x=a去确定未定式的值。

这种求极限的方法,

就是传说中的洛必达法则了。

而且照着这种思路,

但凡是出现分子、分母同时为零的情况,

可以一直通过求导的方法,

一直洛、洛、洛……下去,

直至x=a代入后能求出具体值为止。

就像是:

所以说,

洛必达,

必达!

而且,

无论是x→∞时的未定式0/0,

还是x→a或x→∞时的未定式∞/∞,

都可以类似的,

用洛必达法则求得极限值。

比如:

其它诸如:

0·∞、∞-∞、00、1、∞0型未定式,

都可以通过洛必达法则进行类似计算。

如果只是求个极限,

中学为什么要知道洛必达?

毕竟高考不考它!

但其实,

你还真的想错了!

中学里最常见的参数范围问题,

就最有可能会用到洛必达的。

遇到这样的题,

是不是想也不想就会用参变分离了

毕竟参变分离后,

就转化为最熟悉的函数最值了。

只是,

有时候是不是也要担心下,

如果是开区间上的最值,

如果恰巧又在端点处取得最值,

自变量不能代入,

那又该怎么办?

这个解题思路算是最常规的了吧?

只是真得像预测的一样,

参变分离后所得函数的最值,

真的取在端点处了!

那么又怎么求得最小值呢?

在这里,

你看见红色洛必达的大显身手了么!

当然,

有老师会说了,

洛必达法则高考是不能直接使用的!!!

确实,

这么高端的东西,

如果高考就这样让你得满分了,

天理何在,

对其他不爱钻研的学生,

又怎么体现公平呢?

所以,

老师才说,

参数范围问题,

要时刻做好分类讨论的。

但是想想,

用分类讨论的方法,

讨论了半天才得出的结果,

洛必达一步就完成了。

不仅提高了正确率而且节省了大量时间,

又愉悦了身心,

如果步骤确保没问题,

就算扣了两分,

也绝对算是不吃亏的吧。

而且真的,

分类讨论的这个长度,

是不是让你也有用洛必达的冲动了呢?

当然,

不用洛必达时的过程也有很短的,

就像那一年高考题的解法:

说真的,

就算是2010年,

用到切线不等式还是可以理解的,

何况按照解题的规律,

第一问的结论可能在第还会用上呢!

可是解答中红色部分的那种姿态,

真的确信大部分同学能想到么?

估计就是数学老师自己,

也觉得那种思路有点神来之笔吧!

所以,

还是应该看下洛必达法则的大显神通。

从这两个题的解法来看,

凡是参数范围题,

如果参变分离很容易,

还是尽量分离为好。

但如果分离后需要用到洛必达,

真的还是要特别注意的:

如果考前老师特别强调高考认可洛必达,

你就可以放心大胆的使用了,

之所心这么说,

是因传听说有些地区高考已经认可了。

如果所在省的高考阅卷不认可

估计用它只能得到可怜的结果分吧。

虽然可以节省很多时间,

算算也还是亏的慌。

所以,

老老实实练好分类讨论,

本本分分得些步骤分,

对于备考来说,

才是最切实可行的。

看来,

洛必达虽好,

可不要仅贪必达哦!

所以说,

最好的洛必达,

却是最悲催的

在研究函数图像的时候,

洛必达也同样是让人觉得最爽朗的。

嗯,

现在想想,

讲导数的时候,

老师有没有让我们记住六个图像?

可你知道为什么,

函数y=xlnx的图像,

是下面这个样子的么?

当然,

聪明人应该都猜到,

我想说的是x→0时的状态。

原因当然是因为洛必达了

所以,

除了求参数的范围,

还有一些函数图像题,

可能会用到洛必达,

去判断图像的大概走势。

这种图像题是不是很常见?

是不是从对称性并结合代点就可以搞定?

可是不给你具体坐标做参照了,

x轴光秃秃又怎么办?

象上面的分析一样,

困难时,

当然就该洛必达大显身手了!

所以说,

高考还是会考洛必达的,

只是考查的方式,

可能会随着高考对它的要求不同,

而采取不同的形式而已。

但是最不济的,

也可以考考极限的感觉吧。

就像是这个样子的:


之所以我说是感觉,
是因为有人还这样总结过极限:

其实说真的,
我也是觉得这感觉挺好的。
更重要的是,
客观题中用到它,
我不需要向任何人交待具体的原因。

而且秒杀,
是不是真的很爽?!

要说到洛必达在中学中的应用,

最重要的,

也应该是这两个方面了。

但是切记得,

解答题中使用一定要慎重。

作为一线数学教师,

还是建议同学和老师都要练好内功,

熟练掌握利用分类讨论的方法求参数范围。

当然,

更希望洛必达能早日登上高考的舞台,

否则时日逾久,

估计洛必达会敲他的盖板了。

END

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