导数的应用
洛必达法则(L'Hopital's rule)
有些极限会让你陷入僵局。当 x 趋于某个值时,分数的分子奔向 0,分母也奔向 0——而 0 比 0 本身毫无意义,答案可以是任何数。洛必达法则正是为这种平局而设的裁判。它不去直接比较两个量,而是比较各自变化的快慢,这往往就能分出胜负。
其陈述为:当 x -> a 时,若 lim f(x)/g(x) 给出不定式 0/0 或 infinity/infinity,且 f 与 g 在 a 附近可导、g'(x) 不为 0,则 lim f(x)/g(x) = lim f'(x)/g'(x),前提是后一极限存在(或为正负无穷)。你把分子与分母各自换成它们的导数——而不是把整个商求导,这是关键区别——然后重试。若再次落入 0/0,可再用一次该法则。
这条法则被广泛误用。它只适用于真正的不定式 0/0 和 infinity/infinity;对一个本已确定的极限(如 2/3)使用它,会得出错误答案。像 0 乘 infinity、infinity 减 infinity、1 的 infinity 次方这类形式,必须先用代数手段改写成 0/0 或 infinity/infinity,法则才适用。还有,若 lim f'/g' 不存在,这并不意味着原极限不存在——法则在那里只是无话可说。
lim(x->0) sin(x)/x = lim(x->0) cos(x)/1 = 1
0/0 形式经一次处理即解开:分子分母分别求导得 cos(x)/1,其极限为 1。
要分别对分子和分母求导——切勿对 f/g 套用商的求导法则;那是个常见且会毁掉答案的错误。
又称
另见