x趋近无穷大时,lnx是否能计算出其极限?为何高等数学中的答案是不存在?

在数学中,计算极限时需要考虑两个方面:其一是函数是是否有界,其二是函数是否单调。对于lnx函数,它随着x的增大而增大,但增长的速度逐渐减慢,因此它没有有界性,即在$xrightarrow infty$时,$lnx$ 的函数值会越来越大,没有极限值。

另一方面,虽然lnx的导数在$xrightarrow infty$时趋近于0,但这并不意味着它的极限存在,因为函数单调性和导数趋近0并不是等价的。因此,在高等数学中,我们认为$lnx$的极限在$xrightarrow infty$时不存在。

当然,在实际计算中,可以将$lnx$的极限用无穷大表示,但需要注意这只是一种“形式上”的表示,而不是真正的极限存在。




当平行线在曲面上就会相交,当Inx趋于极限时,就会到三维空间,高等数学说不存在,其实它在三维空间是存在的。




首先,题主你对高等数学的理解并不是很清楚,对微积分的“地基”——极限,理解的并不是很透彻。

什么是极限?

极限是一种想接近却不得的怅惘(划掉),极限是在某一个变化过程中不断趋近的值。

以反比例函数y=1/x为例,随着x的不断增大,y的值不断减小,当x趋于无穷大的时候,y的值趋于无穷小,这个小是有多小呢?比0大一点点,但是不会等于0,也就是说,y的值永远不会为0。y在不断地“接近”0,所以,0是这个函数(变化过程)的极限,也就是说,这个过程在趋向无穷大的时候,结果趋向0。

最早的极限证明是由数学家柯西提出的,基本道理是这样:在一个变化过程中,例如刚刚的函数,在x不断增大时,假定存在一个x1,对应y1,我能找到一个y2,使得|y1-0|>|y2-0|,那么0就是它的极限。这被称为“甩锅式证明法”。

怎么理解呢?

甲:“这个函数极限是0。”

乙:“请你证明一下为什么是0而不是其他数字。”

甲:“你先找一个函数值做极限。”

乙:“我取y1,把它作为极限,别的函数值都比他大。”

甲:“等会儿,你看,我找到了y2,比y1还小,你的结论不成立,极限是y2。”

乙:“你咋看出来的?”

甲:“和0比啊,y1-0>y2-0啊。”

就这样,无论乙取哪个函数值,甲都能找到更小的函数值推翻乙的结论,以此类推,因为函数值不可能为负(正无穷),所以,极限就是0了。

同理我们可以证明当x取1时,极限是1。因为我可以在1的左右两侧找到更接近1的数。

同理也可以证明极限是无穷大的情况。

但是!!!!!!极限并不等同于一个函数值!!!!!

这是最容易也是题主掉进的误区!!!!!!

极限是一个过程,是不断逼近某一个值得过程。

现在来说题主的问题,㏑x在x趋于无穷大的极限是无穷大,换句话说,极限不存在。因为即使导数的极限是零,但导数是永远不会等于0的,也就是说,函数在一直增加,只不过增加的越来越缓慢,但绝对没有停止增加。

另外,题主应该没有接触到无穷小的比较,一般认为无穷小是0,0有什么可比较的呢?学习完无穷小的比较后,会对极限有一个更深层次的认识。(其实就是比比谁能更快的趋近于0)。学习完积分后,这个问题就可以更好的理解了。

说句题外话,如果题主是高中生,我建议你放下高数书,这对你来说太早,也没有意义,它不会对你的高考分数有任何影响,如果题主是竞赛生,请问你的高中老师,如果你只是对微积分有兴趣,是在自学,网课平台多的是,我推荐mooc上苏德矿老师的课,很好,如果你挂科了,在复习,emmm,你开心就好,这个问题会气死大学老师的。

完,看完请点个赞哦(虽然写的不咋地)[捂脸][捂脸][捂脸]




当 x趋近于无穷大时,ln x的值会趋近于正无穷大。但是,虽然 ln x的值趋近于无穷大,但是它的增长速度比 x慢得多,因为 ln x是一个慢慢增长的函数。具体来说,ln x的增长速度远远慢于任何次幂函数,例如 x^a,其中 a>0。

因此,当 x趋近于无穷大时,ln x的值增长得非常慢,远远慢于 x。因此,在高等数学中,我们通常认为 ln x的增长速度比任何次幂函数慢,因此,当 x趋近于无穷大时,ln x不存在极限。换句话说,ln x在 x趋近于无穷大时无法趋近于任何有限的值。




导数在 x 趋于无穷大时趋于零意味着当 x 趋于无穷大时,x 每增加一个无穷小量 dx,函数 lnx 增加一个趋于零的无穷小量。于是 x 趋于无穷大时相当于 lnx 增加了无穷个无穷小量。

于是问题转变为:无穷个无穷小量相加,结果是否为无穷小?

答案是不一定,无穷个无穷小量相加,结果可以是无穷小量,也可以是常量,还可以是无穷大量。

具体到本问,就是 lnx 在 x 趋于无穷大时增加了无穷个无穷小量,结果是一个无穷大量。于是 lnx 就趋于无穷大了。

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页面更新:2024-02-13

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