2026考研数学不丢分秘籍:求极限 11 种方法大全,覆盖所有考点

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在考研数学中,求极限是高等数学的核心考点,贯穿于选择题、填空题、解答题等多种题型,分值占比约 10%-15%,且常与导数、积分、级数等知识点结合考查。对于 2026 考研考生而言,熟练掌握求极限的方法不仅是应对直接命题的关键,更是解决后续复杂题型的基础。以下整理出求极限的 11 种核心方法,覆盖所有考点,助力考生实现该模块 “不丢分” 的备考目标。

2026考研数学不丢分秘籍:求极限 11 种方法大全,覆盖所有考点

一、代入法:基础题型的 “直接解法”

代入法是求极限最基础、最直接的方法,适用于函数在极限点处连续的情况。其核心原理是:若函数( f(x) )在点( x_0 )处连续,则( lim_{x o x_0} f(x) = f(x_0) )。使用该方法时,只需将极限点的数值直接代入函数表达式,计算出结果即可。

典型例题:求( lim_{x o 2} (x^2 + 3x – 1) )。由于函数( f(x) = x^2 + 3x – 1 )是多项式函数,在全体实数域内连续,将( x = 2 )代入得:( 2^2 + 3 imes 2 – 1 = 4 + 6 – 1 = 9 ),故极限值为 9。需注意,代入法仅适用于代入后函数有意义的情况,若代入后出现 “( 0/0 )”“( infty/infty )”“( 0 imes infty )” 等未定式,则需采用其他方法。

二、因式分解法:破解 “0/0” 型未定式的关键

当使用代入法后出现 “( 0/0 )” 型未定式(即分子分母同时趋近于 0)时,可通过因式分解法消去分子分母中的公因子,将函数转化为可直接代入计算的形式。该方法的核心是利用代数运算拆分分子或分母,消除导致 “0/0” 型的因子。

典型例题:求( lim_{x o 1} frac{x^2 – 1}{x – 1} )。代入( x = 1 )后,分子( 1^2 – 1 = 0 ),分母( 1 – 1 = 0 ),属于 “( 0/0 )” 型。对分子进行因式分解:( x^2 – 1 = (x – 1)(x + 1) ),消去分子分母的公因子( x – 1 )(此时需注意( x
eq 1 ),但极限过程是( x o 1 ),不包含( x = 1 ),故可消去),得到( lim_{x o 1} (x + 1) = 1 + 1 = 2 )。

三、有理化法:处理含根式的 “0/0” 或 “∞-∞” 型

当函数表达式中含有根式,且代入后出现 “( 0/0 )” 型(分子分母含根式)或 “( infty – infty )” 型(两个根式相减)时,可通过有理化法消去根式,转化为可计算的形式。对于分子分母含根式的 “( 0/0 )” 型,需对分子或分母进行有理化;对于 “( infty – infty )” 型,需先通分或变形后再有理化。

典型例题 1(“0/0” 型):求( lim_{x o 4} frac{sqrt{x} – 2}{x – 4} )。分子含根式,代入( x = 4 )得 “( 0/0 )” 型。对分子有理化,乘以( sqrt{x} + 2 ),分子变为( (sqrt{x} – 2)(sqrt{x} + 2) = x – 4 ),消去分母( x – 4 ),得到( lim_{x o 4} frac{1}{sqrt{x} + 2} = frac{1}{sqrt{4} + 2} = frac{1}{4} )。

典型例题 2(“∞-∞” 型):求( lim_{x o +infty} (sqrt{x^2 + x} – x) )。代入( x o +infty )得 “( infty – infty )” 型。先对式子有理化,乘以( sqrt{x^2 + x} + x ),得到( lim_{x o +infty} frac{(x^2 + x) – x^2}{sqrt{x^2 + x} + x} = lim_{x o +infty} frac{x}{sqrt{x^2 + x} + x} ),再分子分母同除以( x )(( x > 0 )),化简为( lim_{x o +infty} frac{1}{sqrt{1 + frac{1}{x}} + 1} = frac{1}{sqrt{1 + 0} + 1} = frac{1}{2} )。

2026考研数学不丢分秘籍:求极限 11 种方法大全,覆盖所有考点

四、等价无穷小替换法:简化计算的 “高效工具”

等价无穷小替换法适用于 “( 0/0 )” 型或 “( 0 imes infty )” 型未定式,核心是利用等价无穷小的性质:若( alpha(x) sim alpha'(x) ),( eta(x) sim eta'(x) )(( x o x_0 )时),且( lim_{x o x_0} frac{alpha'(x)}{eta'(x)} )存在,则( lim_{x o x_0} frac{alpha(x)}{eta(x)} = lim_{x o x_0} frac{alpha'(x)}{eta'(x)} )。需牢记常见的等价无穷小(( x o 0 )时):( sin x sim x ),( an x sim x ),( arcsin x sim x ),( arctan x sim x ),( ln(1 + x) sim x ),( e^x – 1 sim x ),( 1 – cos x sim frac{1}{2}x^2 ),( (1 + x)^a – 1 sim ax )(( a )为常数)。

典型例题:求( lim_{x o 0} frac{sin 2x}{x + an x} )。( x o 0 )时,( sin 2x sim 2x ),( an x sim x ),代入得( lim_{x o 0} frac{2x}{x + x} = lim_{x o 0} frac{2x}{2x} = 1 )。需注意,等价无穷小替换仅适用于分子、分母中的乘积因子或幂次因子,不可用于加减运算中的项,否则会导致错误。

五、洛必达法则:应对 “0/0” 与 “∞/∞” 型的 “通用解法”

洛必达法则是求未定式极限的重大方法,适用于 “( 0/0 )” 型或 “( infty/infty )” 型未定式,且满足必定条件(函数可导、导数比值的极限存在或为无穷大)。其核心步骤是:对分子分母分别求导,再求导数比值的极限,若仍为未定式,可重复使用洛必达法则,直至求出极限。

典型例题 1(“0/0” 型):求( lim_{x o 0} frac{e^x – 1 – x}{x^2} )。代入( x = 0 )得 “( 0/0 )” 型,且分子分母可导。第一次使用洛必达法则:( lim_{x o 0} frac{e^x – 1}{2x} ),仍为 “( 0/0 )” 型;第二次使用洛必达法则:( lim_{x o 0} frac{e^x}{2} = frac{e^0}{2} = frac{1}{2} )。

典型例题 2(“∞/∞” 型):求( lim_{x o +infty} frac{ln x}{x^a} )(( a > 0 ))。代入( x o +infty )得 “( infty/infty )” 型,使用洛必达法则:( lim_{x o +infty} frac{frac{1}{x}}{a x^{a – 1}} = lim_{x o +infty} frac{1}{a x^a} = 0 )。需注意,洛必达法则并非万能,若导数比值的极限不存在且不为无穷大,或函数不可导,则不能使用该法则,需换用其他方法。

六、夹逼准则:解决 “数列或函数和式” 极限的 “关键思路”

夹逼准则适用于数列极限或函数极限中,表达式为 “和式”“乘积式” 或难以直接计算的情况,核心原理是:若存在函数(或数列)( g(x) )、( h(x) ),使得( g(x) leq f(x) leq h(x) )(( x o x_0 )时),且( lim_{x o x_0} g(x) = lim_{x o x_0} h(x) = A ),则( lim_{x o x_0} f(x) = A )。使用该准则时,需合理构造( g(x) )和( h(x) ),使它们的极限易于计算且相等。

典型例题(数列极限):求( lim_{n o infty} left( frac{1}{sqrt{n^2 + 1}} + frac{1}{sqrt{n^2 + 2}} + dots + frac{1}{sqrt{n^2 + n}}
ight) )。数列表达式为( n )项和,难以直接求和。构造( g(n) = frac{n}{sqrt{n^2 + n}} )(每一项都大于( frac{1}{sqrt{n^2 + n}} ),共( n )项),( h(n) = frac{n}{sqrt{n^2 + 1}} )(每一项都小于( frac{1}{sqrt{n^2 + 1}} ),共( n )项)。计算( lim_{n o infty} g(n) = lim_{n o infty} frac{n}{sqrt{n^2 + n}} = lim_{n o infty} frac{1}{sqrt{1 + frac{1}{n}}} = 1 ),( lim_{n o infty} h(n) = lim_{n o infty} frac{n}{sqrt{n^2 + 1}} = 1 )。根据夹逼准则,原极限值为 1。

七、单调有界准则:证明数列极限存在的 “核心依据”

单调有界准则仅适用于数列极限,核心原理是:若数列( {x_n} )单调递增(或递减)且有上界(或下界),则数列( {x_n} )的极限存在。该准则常与 “递推数列” 结合考查,需先证明数列的单调性和有界性,再设极限值为( A ),代入递推公式求解( A )。

典型例题:设( x_1 = 1 ),( x_{n + 1} = sqrt{2 + x_n} )(( n = 1, 2, dots )),求( lim_{n o infty} x_n )。第一步,证明有界性:由( x_1 = 1 < 2 ),假设( x_k < 2 ),则( x_{k + 1} = sqrt{2 + x_k} < sqrt{2 + 2} = 2 ),故数列有上界 2;又( x_{n + 1} = sqrt{2 + x_n} > sqrt{x_n + x_n} = sqrt{2x_n} )(因( x_n < 2 )),且( x_1 = 1 > 0 ),故数列各项均为正,

有下界 0。第二步,证明单调性:( x_{n + 1} – x_n = sqrt{2 + x_n} – x_n = frac{2 + x_n – x_n^2}{sqrt{2 + x_n} + x_n} = frac{-(x_n^2 – x_n – 2)}{sqrt{2 + x_n} + x_n} = frac{-(x_n – 2)(x_n + 1)}{sqrt{2 + x_n} + x_n} )。因( x_n < 2 )且( x_n > 0 ),故分子为正,分母为正,即( x_{n + 1} – x_n > 0 ),数列单调递增。第三步,求极限:设( lim_{n o infty} x_n = A ),对递推公式两边取极限得( A = sqrt{2 + A} ),平方得( A^2 – A – 2 = 0 ),解得( A = 2 )或( A = -1 )(舍去负根),故极限值为 2。

八、定积分定义法:将 “和式极限” 转化为 “定积分”

定积分定义法适用于数列极限中,表达式为 “( sum_{k = 1}^n fleft( frac{k}{n}
ight) cdot frac{1}{n} )” 或类似形式的和式极限,核心原理是利用定积分的定义:( int_a^b f(x) dx = lim_{n o infty} sum_{k = 1}^n fleft( a + frac{k(b – a)}{n}
ight) cdot frac{b – a}{n} ),当( a = 0 ),( b = 1 )时,简化为( int_0^1 f(x) dx = lim_{n o infty} sum_{k = 1}^n fleft( frac{k}{n}
ight) cdot frac{1}{n} )。

典型例题:求( lim_{n o infty} sum_{k = 1}^n frac{1}{n} cdot sinleft( frac{kpi}{n}
ight) )。观察和式结构,符合( sum_{k = 1}^n fleft( frac{k}{n}
ight) cdot frac{1}{n} )的形式,其中( fleft( frac{k}{n}
ight) = sinleft( pi cdot frac{k}{n}
ight) ),故( f(x) = sin(pi x) )。根据定积分定义,原极限等于( int_0^1 sin(pi x) dx )。计算定积分:( int_0^1 sin(pi x) dx = left. -frac{1}{pi} cos(pi x)
ight|_0^1 = -frac{1}{pi} cos(pi) + frac{1}{pi} cos(0) = -frac{1}{pi} (-1) + frac{1}{pi} imes 1 = frac{2}{pi} )。

九、泰勒公式法:处理 “复杂函数” 极限的 “精准手段”

泰勒公式法适用于函数表达式含指数函数、对数函数、三角函数等复杂函数,且代入后为未定式的情况,核心是将函数展开为泰勒多项式(麦克劳林公式,当( x_0 = 0 )时),消去高阶无穷小,简化计算。常用的麦克劳林展开式(( x o 0 )时):( e^x = 1 + x + frac{x^2}{2!} + frac{x^3}{3!} + o(x^3) ),( ln(1 + x) = x(-frac{x^2}{2} + frac{x^3}{3} – dots + (-1)^{n + 1}frac{x^n}{n} + o(x^n)),(sin x = x – frac{x^3}{3!} + frac{x^5}{5!} – dots + (-1)^{n}frac{x^{2n + 1}}{(2n + 1)!} + o(x^{2n + 1})),(cos x = 1 – frac{x^2}{2!} + frac{x^4}{4!} – dots + (-1)^{n}frac{x^{2n}}{(2n)!} + o(x^{2n}))。

典型例题:求(lim_{x o 0} frac{e^x – sin x – 1}{x^2})。(x o 0)时,代入得 “(0/0)” 型,且函数含(e^x)与(sin x),适合用泰勒公式法。将(e^x)展开至(x^2)项:(e^x = 1 + x + frac{x^2}{2} + o(x^2));将(sin x)展开至(x^2)项(因分母为(x^2),高阶无穷小可忽略):(sin x = x – frac{x^3}{6} + o(x^3) = x + o(x^2))。代入原式得:(lim_{x o 0} frac{[1 + x + frac{x^2}{2} + o(x^2)] – [x + o(x^2)] – 1}{x^2} = lim_{x o 0} frac{frac{x^2}{2} + o(x^2)}{x^2} = frac{1}{2})。需注意,泰勒公式展开的阶数需与分母的最高次幂一致,确保高阶无穷小在计算中可忽略,避免展开不足或过度导致错误。

2026考研数学不丢分秘籍:求极限 11 种方法大全,覆盖所有考点

十、利用重大极限公式:快速求解特定形式极限

考研数学中常用的重大极限公式有两个,分别是:1. (lim_{x o 0} frac{sin x}{x} = 1);2. (lim_{x o infty} left( 1 + frac{1}{x}
ight)^x = e)(或等价形式(lim_{t o 0} (1 + t)^{frac{1}{t}} = e))。这两个公式适用于特定形式的极限,通过变形将所求极限转化为重大极限的标准形式,即可快速得出结果。

(一)第一重大极限(lim_{x o 0} frac{sin x}{x} = 1)

该极限的核心特征是 “(frac{sin ext{(无穷小量)}}{ ext{(同一无穷小量)}})”,当(x o x_0)时,若(alpha(x) o 0),则(lim_{x o x_0} frac{sin alpha(x)}{alpha(x)} = 1)。

典型例题:求(lim_{x o 0} frac{sin 3x}{ an 2x})。先将( an 2x)转化为(frac{sin 2x}{cos 2x}),原式变为(lim_{x o 0} frac{sin 3x cdot cos 2x}{sin 2x})。拆分后为(lim_{x o 0} cos 2x cdot lim_{x o 0} frac{sin 3x}{sin 2x})。其中(lim_{x o 0} cos 2x = cos 0 = 1);对(lim_{x o 0} frac{sin 3x}{sin 2x})变形,分子分母分别乘以(3x)和(2x),得(lim_{x o 0} frac{sin 3x}{3x} cdot frac{2x}{sin 2x} cdot frac{3x}{2x} = 1 imes 1 imes frac{3}{2} = frac{3}{2})。故原式极限值为(1 imes frac{3}{2} = frac{3}{2})。

(二)第二重大极限(lim_{x o infty} left( 1 + frac{1}{x}
ight)^x = e)

该极限的核心特征是 “((1 + ext{(无穷小量)})^{frac{1}{ ext{(同一无穷小量)}}})”,当(x o x_0)时,若(eta(x) o 0),则(lim_{x o x_0} (1 + eta(x))^{frac{1}{eta(x)}} = e);若(gamma(x) o infty),则(lim_{x o x_0} left( 1 + frac{1}{gamma(x)}
ight)^{gamma(x)} = e)。

典型例题:求(lim_{x o infty} left( 1 – frac{2}{x}
ight)^{3x})。令(t = -frac{x}{2}),则当(x o infty)时,(t o infty),且(x = -2t)。代入原式得(lim_{t o infty} left( 1 + frac{1}{t}
ight)^{3 imes (-2t)} = lim_{t o infty} left[ left( 1 + frac{1}{t}
ight)^t
ight]^{-6} = e^{-6})。也可直接变形:(lim_{x o infty} left( 1 – frac{2}{x}
ight)^{3x} = lim_{x o infty} left[ left( 1 + frac{-2}{x}
ight)^{frac{x}{-2}}
ight]^{-6} = e^{-6}),两种方法均遵循 “凑出重大极限标准形式” 的思路。

十一、利用函数的连续性与极限运算法则:结合基础方法求解

函数的连续性与极限运算法则是求极限的基础支撑,常与其他方法结合使用。极限运算法则包括:1. 若(lim f(x) = A),(lim g(x) = B),则(lim [f(x) pm g(x)] = A pm B);2. (lim [f(x) cdot g(x)] = A cdot B);3. 若(B
eq 0),则(lim frac{f(x)}{g(x)} = frac{A}{B})。结合函数连续性(如基本初等函数在定义域内连续),可对复杂极限进行拆分、化简,逐步求解。

典型例题:求(lim_{x o 1} frac{x^2 – 1}{x – 1} cdot cos(x + 1))。第一,由极限乘法法则,原式可拆分为(lim_{x o 1} frac{x^2 – 1}{x – 1} cdot lim_{x o 1} cos(x + 1))。根据前文 “因式分解法”,(lim_{x o 1} frac{x^2 – 1}{x – 1} = lim_{x o 1} (x + 1) = 2);又因(cos(x + 1))是基本初等函数,在(x = 1)处连续,故(lim_{x o 1} cos(x + 1) = cos(1 + 1) = cos 2)。因此,原式极限值为(2 imes cos 2)。

需注意,使用极限运算法则的前提是 “各部分极限均存在”(除法法则还需分母极限不为 0),若某部分极限不存在,则不能直接拆分。例如(lim_{x o infty} frac{x + sin x}{x}),不可拆分为(lim_{x o infty} frac{x}{x} + lim_{x o infty} frac{sin x}{x})(虽然后者极限存在,但需先确认拆分合理性),实际应先化简为(lim_{x o infty} left( 1 + frac{sin x}{x}
ight)),再利用(lim_{x o infty} frac{sin x}{x} = 0)(有界函数乘以无穷小量仍为无穷小量),得出极限值为 1。

总结:11 种方法的适用场景与选择策略

求极限的 11 种方法各有适用场景,2026 考研考生在备考中需明确不同方法的核心特征与适用范围,根据极限的具体形式选择最优解法:

  1. 若函数在极限点连续,优先用代入法
  1. 出现 “(0/0)” 型且含多项式因子,用因式分解法;含根式,用有理化法
  1. “(0/0)” 或 “(0 imes infty)” 型且含三角函数、指数函数等,优先用等价无穷小替换法(简化计算),替换后仍为未定式可结合洛必达法则
  1. “(0/0)” 或 “(infty/infty)” 型且函数可导,用洛必达法则(注意避免滥用);
  1. 数列和式、乘积式极限,用夹逼准则;递推数列极限,用单调有界准则
  1. 数列和式符合 “(sum_{k=1}^n f(frac{k}{n}) cdot frac{1}{n})” 形式,用定积分定义法
  1. 含复杂函数(指数、对数、三角)的未定式,用泰勒公式法(需注意展开阶数);
  1. 极限形式符合重大极限特征,用重大极限公式
  1. 复杂极限需拆分、化简,结合函数连续性与极限运算法则

通过针对性练习,熟练掌握每种方法的操作步骤与注意事项,能有效提升求极限的准确率与效率,助力 2026 考研考生在数学科目中实现 “不丢分” 目标,为整体成绩提升奠定坚实基础。(本文来源于西安寄宿考研自习室原创和网络整理,如有侵权请联系南极光寄宿考研考公封闭基地)

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