導數的應用
羅必達法則(L'Hopital's rule)
有些極限會讓你陷入僵局。當 x 趨於某個值時,分數的分子奔向 0,分母也奔向 0——而 0 比 0 本身毫無意義,答案可以是任何數。羅必達法則正是為這種平局而設的裁判。它不去直接比較兩個量,而是比較各自變化的快慢,這往往就能分出勝負。
其陳述為:當 x -> a 時,若 lim f(x)/g(x) 給出不定式 0/0 或 infinity/infinity,且 f 與 g 在 a 附近可導、g'(x) 不為 0,則 lim f(x)/g(x) = lim f'(x)/g'(x),前提是後一極限存在(或為正負無窮)。你把分子與分母各自換成它們的導數——而不是把整個商求導,這是關鍵區別——然後重試。若再次落入 0/0,可再用一次該法則。
這條法則被廣泛誤用。它只適用於真正的不定式 0/0 和 infinity/infinity;對一個本已確定的極限(如 2/3)使用它,會得出錯誤答案。像 0 乘 infinity、infinity 減 infinity、1 的 infinity 次方這類形式,必須先用代數手段改寫成 0/0 或 infinity/infinity,法則才適用。還有,若 lim f'/g' 不存在,這並不意味著原極限不存在——法則在那裡只是無話可說。
lim(x->0) sin(x)/x = lim(x->0) cos(x)/1 = 1
0/0 形式經一次處理即解開:分子分母分別求導得 cos(x)/1,其極限為 1。
要分別對分子和分母求導——切勿對 f/g 套用商的求導法則;那是個常見且會毀掉答案的錯誤。
又稱
另見