关于分析学中未定式进阶判别表格的有效性确认及相关疑问
各位好,我知道这篇帖子讨论的内容可能被归类为“低质量”话题,但我还是想试着用更进阶的角度来展开——动笔前我也特意搜过有没有重复的相关帖子。
我最近要给学生讲分析学的内容,不想做那种只会讲网上随处可查的常规知识点的老师,所以打算提前教他们一些快速求解极限的技巧。
在课程开篇要讲未定式的时候,我想到一个自己知道但从未在任何教材里见过的判别逻辑,想跟大家确认下它的有效性。
当我们遇到$\left[\dfrac{0}{0}\right],;[0^0],; [1^{\infty}],[0\cdot\infty], [\infty^0]$这些未定式时,可以整理出下面这些判别表格:
(注:$\textbf{ind.}$=未定式,n.d.=无定义)
$$\begin{array}{|c|c|c|c|}\hline
\left[\frac{0}{0}\right]&\frac{0+}{\cdot}&\frac{0}{\cdot}&\frac{0-}{\cdot}\\hline
\frac{\cdot}{0^+}&\textbf{ind.}&0&\textbf{ind.}\\hline
\frac{\cdot}{0}&\text{n.d.}&\text{n.d.}&\text{n.d.}\\hline
\frac{\cdot}{0^-}&\textbf{ind.}&0&\textbf{ind.}\\hline
\end{array}\qquad
\begin{array}{|c|c|c|c|}\hline
[0{0}]&(0+){\cdot}&(0){\cdot}&(0-){\cdot}\\hline
(\cdot){0+}&\textbf{ind.}&0&\textbf{ind.}\\hline
(\cdot)^{0}&1&1&1\\hline
(\cdot){0-}&\textbf{ind.}&\text{n.d.}&\textbf{ind.}\\hline
\end{array}$$
$$
[1^{\infty}];\Rightarrow;\begin{cases}
(1+){\infty}&\textbf{ind.}\
(1)^{\infty}&1\
(1-){\infty}&\textbf{ind.}\
\end{cases}\qquad [0\cdot\infty];\Rightarrow\begin{cases}0^{+}\cdot\infty&\textbf{ind.}\
0\cdot\infty&0\
0^{-}\cdot\infty&\textbf{ind.}
\end{cases}\qquad[\infty0];\Rightarrow\begin{cases}\infty{0^+}&\textbf{ind.}\
\infty^{0}&1\
\infty^{0-}&\textbf{ind.}
\end{cases}$$
这些表格的核心意义在于:未定式并不是所有直接出现0、1的形式,只有当这些数是趋于0或1的时候,才会构成未定式。
我的疑问在于:这些表格逻辑我从未在任何教材里见过,但实际用起来感觉非常实用——尤其是能解答学生类似“把1乘无穷多次,结果难道不是1吗?”这类问题,甚至能帮学生理解$0^0$的取值逻辑。
P.s.
想提前说一句,要是有人想用“$00$是未定式,因为$00=\exp(0\ln(0))$”来反驳的话,我得指出这个例子站不住脚——按同样的逻辑,我也能说$0=0^2=\exp(2\ln(0))$,这显然是不合理的。
备注:内容来源于stack exchange,提问作者Math Attack

