04.02洛必达法则
同时归零的比值封面场景

洛必达法则 · 沉浸式数学故事

同时归零的比值

载荷与形变同时趋近零,比值读数却迟迟不肯稳定。上下各求导之前,必须先认清它是不是未定式。

第 4 章 · 导数的应用 · 5 幕故事 · 1 个训练

同时归零的比值:载荷归零,形变也归零。

材料实验 · 原点附近

载荷归零,形变也归零。

小程测一段弹性材料的响应。靠近原点时,分子和分母都很小,直接代入得到 0/0,屏幕比值来回跳。

limₓ→a f(x)/g(x) → 0/00/0 不是极限值,而是未定式类型。
同时归零的比值:只有两种门票,才允许请出洛必达。

先验身份

只有两种门票,才允许请出洛必达。

法则直接处理 0/0 或 ∞/∞ 型。0·∞、∞−∞、1∞ 等必须先变形为合法的商型。

先判型:0/0 或 ∞/∞认型错误,后面的求导再熟也无效。
同时归零的比值:求的是新商的极限,不是商函数的导数。

上下分别求导

求的是新商的极限,不是商函数的导数。

满足条件时,把分子、分母分别求导,再研究 f′/g′。这一步绝不能写成商法则。

lim f/g = lim f′/g′还需分母导数不为零,并确认新极限存在或为无穷。
同时归零的比值:若新商仍是未定式,可以再次检查、再次使用。

一次不够

若新商仍是未定式,可以再次检查、再次使用。

有些比值求导一次后仍为 0/0。每一次都重新验型与条件,直到得到可判断的极限。

f/g → f′/g′ → f″/g″不是无条件连按“求导键”。
同时归零的比值:能约分、能用等价量,不必强行洛必达。

更短的路

能约分、能用等价量,不必强行洛必达。

小程发现某些式子因式分解后更清楚。洛必达是工具之一,不是所有极限的默认按钮。

先简化,再选择工具步骤少不等于理由少。
同时归零的比值训练场景

尾声 · 带着方法进课堂

故事落幕,判断才刚开始。

把这一课的条件、公式与易错点带进最后一次判断。

下列哪种未定式可直接考虑洛必达法则?
再读一遍

互动实验 · 载荷与形变同时趋零0/0 · L'HÔPITAL

分子分母一起归零,比值却有定数

靠近原点,f(x)=sin 2x 和 g(x)=x 都缩向 0,直接代入得到 0/0,屏幕比值来回跳。但把两条曲线在原点的切线斜率相除——2 ÷ 1——比值就稳稳落在 2。这正是洛必达:0/0 型时,lim f/g = lim f′/g′。

f(x)=sin 2x g(x)=x fg 0/0 x