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关于先取n→∞再取x→1⁻的二重极限的理解与直接求解方法问询

关于先取n→∞再取x→1⁻的二重极限的理解与直接求解方法问询

嘿,我来帮你把这个双重极限的事儿掰扯明白~

首先,你写的这个$\lim_{x \to 1^-} \lim_{n\to \infty} \frac{1}{1+x^n}(x>0)$是累次极限,简单说就是有明确先后顺序的双重极限:先固定x(而且因为是x→1⁻,所以这个x始终满足0<x<1),先算内层n→∞的极限,再算外层x→1⁻的极限,完全可以直接按这个顺序求解的。

具体步骤走一遍你就懂了:

  • 第一步,当x在(0,1)区间里时,x是小于1的正数,当n趋向于无穷大时,xⁿ会无限趋近于0(比如0.9的100次方就已经非常接近0了),所以内层极限$\lim_{n\to\infty}\frac{1}{1+x^n} = \frac{1}{1+0} = 1$。
  • 第二步,现在我们要算外层的$\lim_{x\to1^-}1$,这就很简单了——常数函数的极限就是它本身,结果就是1。

其实这个结果和你通过分段函数求左极限的结论完全一致,本质上就是把分段函数的推导过程用累次极限的形式写出来了。这里要注意哦,这种有先后顺序的累次极限,和让x→1⁻与n→∞同时发生的二重极限不是一回事儿,但在这个问题里,累次极限的计算是完全合法且直接的,因为内层极限在(0,1)上是稳定收敛的,不会出现矛盾的情况。

备注:内容来源于stack exchange,提问作者billwang

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