洛必达法则 绪论
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0:01 - 0:04我们之前学微积分的时候
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0:04 - 0:07多半时间都在使用极限的概念
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0:07 - 0:10我们用极限来算出函数的导数。
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0:14 - 0:17事实上,导数的定义用了
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0:17 - 0:18极限的概念
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0:18 - 0:22当我们把曲线上的点和其中一个点越来越靠近的时候
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0:22 - 0:24所算出来的斜率就会等于导数
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0:24 - 0:27而想必你也看过了很多很多次了
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0:27 - 0:30在这个视频
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0:30 - 0:31我想我要从相反的方向来做
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0:31 - 0:39我们要用导数来计算极限
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0:39 - 0:43尤其是会变成未定式的极限
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0:43 - 0:47我说的未定式
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0:47 - 0:52是当我们取极限的时候 我们会算到 0/0
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0:52 - 0:55或者除以无穷大 或者负无穷大除以无穷大
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0:55 - 0:58又或者是负无穷大除以负无穷大
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0:58 - 1:00或者无穷大除以负无穷大
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1:00 - 1:05这些全部都是未定式,没有定义的形式
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1:05 - 1:08所以解决它的方法是用洛必达法则
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1:18 - 1:19在这个视频我将演示
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1:19 - 1:23什么是洛必达法则 如何套用这个法则
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1:23 - 1:25这十分直截了当 这也是一个十分有用的工具
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1:25 - 1:28有时候如果你参加一些数学比赛
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1:28 - 1:31题目可能会是一个难解的极限
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1:31 - 1:33当你直接把数字代入时 就会得到这样的结果
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1:33 - 1:37他们通常在考你洛必达法则
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1:37 - 1:40在未来的视频 我可能会证明洛必达法则
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1:40 - 1:41虽然它可能会比较复杂
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1:41 - 1:45应用方面其实相当简单
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1:45 - 1:51洛必达法则说明 如果我们——
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1:51 - 1:54我会先以抽象的形式来做
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1:54 - 1:56当我再解一个例子的时候 一起都会很清楚
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1:56 - 2:11所以如果 x 趋近 c 时 f(x) 的极限等于 0
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2:11 - 2:20和当 x 趋近 c 时 g(x) 的极限等于 0
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2:20 - 2:31还有当 x 趋近 c 时
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2:31 - 2:38f'(x) 除以 g'(x) 的极限存在并等于 L
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2:38 - 2:41所以这些条件都必须符合
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2:41 - 2:44这是未定式 0/0
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2:44 - 2:46这是我们第一个案例
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2:46 - 2:55我们可以说当 x 趋近 c 时
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2:55 - 3:03f(x) 除以 g(x) 的极限也将是等于 L
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3:03 - 3:06这可能对你来说很异于寻常
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3:06 - 3:07但我先展示另一个案例
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3:07 - 3:08然后我再解一个例子
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3:08 - 3:10我们会解几个题目
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3:10 - 3:11这些题目会把这些说明清楚
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3:11 - 3:13这是第一个案例
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3:13 - 3:17所以我们先做有关这的例子
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3:17 - 3:24另一个案例是 当 x 趋近 c 时
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3:24 - 3:33f(x) 的极限将等于正或负无穷大
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3:33 - 3:39而 x 趋近 c 时g(x) 的极限将等于正或负无穷大
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3:39 - 3:46还有——我想你猜得到——
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3:46 - 3:51它们的商存在
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3:51 - 3:56当 x 趋近 c 时 f'(x) 除以 g'(x)
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3:56 - 3:57将等于 L
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3:57 - 4:02所以我们能再做了相同的陈述
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4:02 - 4:06让我复制这个
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4:06 - 4:10编辑 复制 然后再贴上
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4:10 - 4:13所以在这两个情况
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4:13 - 4:16确保你了解你在看什么
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4:16 - 4:18这是当你尝试计算这个极限
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4:18 - 4:22你会得到 f(c)=0 的情况
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4:22 - 4:26或者当 x 趋近 c 时 f(x) 的极限
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4:26 - 4:27除以当 x 趋近 c 时 g(x) 的极限
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4:27 - 4:31结果将是 0/0
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4:31 - 4:32所以你说 嘿 我可不知道这极限是啥
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4:32 - 4:34但是瞧瞧
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4:34 - 4:37如果这个极限存在的话
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4:37 - 4:41我可以取这些函数的导数 再尝试计算极限
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4:41 - 4:44如果我算得一个号码 如果它存在的话
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4:44 - 4:46他们将会是同样的极限
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4:46 - 4:49这是另一个情况
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4:49 - 4:52如果我们取无穷大除以无穷大的极限
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4:52 - 4:54无论上下有没有负号
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4:54 - 4:57所以这是两个未定式
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4:57 - 4:59为了让这更清楚明白 我会解一个例题
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4:59 - 5:04因为我觉得这将清楚解释这一切
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5:04 - 5:09所以比方说我们要取——
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5:09 - 5:11换个颜色好了
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5:11 - 5:14换成紫色——
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5:14 - 5:17比方说我们要取当 x 趋近 0 时
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5:17 - 5:23sin x 除以 x 的极限
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5:23 - 5:27现在如果我们想要直接解题 直接把 0 代入
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5:27 - 5:30或者取这每一个函数当 x 趋近 0 时的极限
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5:30 - 5:33我们将得到 0/0
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5:33 - 5:35sin 0 等于 0
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5:35 - 5:40或者说当 x 趋近 0 时 sin x 的极限等于 0
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5:40 - 5:42当然显而易见的是当 x 趋近 0 时
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5:42 - 5:43x 当然会变成 0
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5:43 - 5:45所以这就是未定式
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5:45 - 5:48当你想想看 这是我们的 f(x)
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5:48 - 5:51f(x) 等于 sin x
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5:51 - 5:56而我们的 g(x)
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5:56 - 6:00在第一个案例 是 x
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6:00 - 6:07g(x) 等于 x 和 f(x) 等于 sin(x)
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6:07 - 6:10注意 我们已经确定
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6:10 - 6:12这符合前两个条件
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6:12 - 6:15当 x 趋近 c 时的极限,在这里 c 是 0
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6:15 - 6:20当 x 趋近 0 时 sin x 的极限是 0
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6:20 - 6:24而当 x 趋近 0 时 x 的极限也是 0
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6:24 - 6:26所以这是未定式
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6:26 - 6:29所以至少瞧瞧这极限是否真的存在
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6:29 - 6:32当我们取 f(x) 的导数 除以 g(x) 的导数
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6:32 - 6:36再取当 x 趋近 0 时的极限
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6:36 - 6:38在这里 这是我们的 c
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6:38 - 6:41让我们算算这极限是否存在
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6:41 - 6:45我用蓝色来写
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6:45 - 6:48让我写下来这两个函数的导数
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6:48 - 6:51f'(x)
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6:51 - 6:54如果 f(x) 是 sin (x) f'(x) 是什么?
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6:54 - 6:55嗯,这等于 cos x
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6:55 - 6:57你已经学过很多很多次了
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6:57 - 7:01而如果 g(x) 是 x,那 g'(x)为何呢?
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7:01 - 7:02十分简单
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7:02 - 7:06x 的导数是 1
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7:06 - 7:14所以让我们取当 x 趋近 0 时
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7:14 - 7:17f'(x) 除以 g'(x) 的极限——就是两个导数的商
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7:17 - 7:19所以这将是当 x 趋近 0 时
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7:19 - 7:26cos x 除以 1 的极限
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7:26 - 7:29这个 1 写得有点奇怪
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7:29 - 7:30这份直截了当
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7:30 - 7:31这将等于什么?
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7:31 - 7:34嗯 当 x 趋近 0 时
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7:34 - 7:37cos x 将等于 1
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7:37 - 7:39很明显的 当 x 趋近 0 时
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7:39 - 7:411 的导数也是 1
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7:41 - 7:46所以在这情况 我们看到了当 x 趋近 ——
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7:46 - 7:50我们的 c 是 0 ——
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7:50 - 7:55当 x 趋近 0 时
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7:55 - 7:56f'(x) 除以 g'(x) 的极限是 1
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7:56 - 7:59这极限存在并等于 1
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7:59 - 8:01所以我们符合全部三项条件
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8:01 - 8:02这就是我们解的例子
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8:02 - 8:07当 x 趋近 0 时 sin x 的极限等于 0
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8:07 - 8:11当 x 趋近 0 时 x 的极限等于 0
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8:11 - 8:14当 x 趋近 0 时 sin x 的导数除以 x 的导数
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8:14 - 8:17是 cos x 除以 1
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8:17 - 8:21我们得到 1
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8:21 - 8:25这符合上面的全部条件
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8:25 - 8:26所以我们知道这一定是这样
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8:26 - 8:34当 x 趋近 0 时
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8:34 - 8:37sin x 除以 x 的极限也一定等于 1
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8:37 - 8:43这也等于这个极限的值
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8:43 - 8:46我们取了 f(x) 和 g(x) 的导数
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8:46 - 8:48我将在接下来的几个视频做多一些例子
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8:48 - 8:51我想这将让你的概念更清楚