夹逼定理是考研数学中用于求解极限问题的重要方法,其核心思想是通过构造两个函数“夹”住目标函数,利用已知极限值确定目标函数的极限。以下是具体应用方法和注意事项:
一、夹逼定理的基本概念
若函数$f(x)$、$g(x)$、$h(x)$满足:
1. $g(x) \leq f(x) \leq h(x)$,且$g(x)$与$h(x)$在某区间内连续(或可导);
2. $\lim_{x \to a} g(x) = \lim_{x \to a} h(x) = L$;
3. 则$\lim_{x \to a} f(x) = L$。
二、典型应用场景
函数极限的求解 通过构造左右两侧的“夹逼函数”来处理$0/0$型或$\infty/\infty$型极限。例如:
- 求$\lim_{x \to 0} \frac{\sin x}{x}$时,构造$-1 \leq \sin x \leq 1$,得到$-\frac{1}{x} \leq \frac{\sin x}{x} \leq \frac{1}{x}$,再结合$x \to 0$时$\frac{1}{x}$的极限不存在,但通过左右极限分析可知$\lim_{x \to 0^+} \frac{\sin x}{x} = 1$,$\lim_{x \to 0^-} \frac{\sin x}{x} = -1$。
数列极限的证明
若数列$\{X_n\}$满足$Y_n \leq X_n \leq Z_n$,且$\lim_{n \to \infty} Y_n = \lim_{n \to \infty} Z_n = A$,则$\lim_{n \to \infty} X_n = A$。例如证明$\lim_{n \to \infty} \frac{\sin n}{n} = 0$时,可构造$-\frac{1}{n} \leq \frac{\sin n}{n} \leq \frac{1}{n}$。
三、注意事项
函数选择:
需确保构造的$g(x)$和$h(x)$能紧密“夹住”原函数,且极限值易于计算。
放缩技巧:
在处理复杂表达式时,可通过添加或减去“无中生有”的项(如$\frac{1}{n^2}$)进行合理放缩。
适用条件:
直接计算困难时使用,但需注意与洛必达法则等方法的适用场景区分。
四、易错点提醒
忽略函数在极限点的连续性;
放缩时未考虑符号变化(如$x \to 0^-$与$x \to 0^+$的差异)。
通过以上方法,夹逼定理可有效解决多种极限问题,建议结合具体题型灵活运用。