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分式的带入求值

因为感觉写的东西有极大的可能是错的,所以公开,希望路人指正。

感谢 @黄队 @Elegia 的群中指导!


普通的分式带入求值

分式形如 \(F(x) = \frac{G(x)}{H(x)}\),这里 \(G(x)\)\(H(x)\) 也可以是分式。

比如当 \(G(x) = x\)\(H(x) = x ^ 2 + 1\) 时,\(F(x) = \frac{x}{x ^ 2 + 1}\)

\(x = 5\) 带入,可以得到 \(F(5) = \frac{5}{26}\)

易证,对于所有的 \(x\in R\),将 \(x\) 带入都可以得到合法的值。


带入后分子 \(= 0\) 分母 \(\ne 0\)

这其实并不是一个很特殊的 case,就是为了让自己区分一下。

比如上面的 \(x = 0\) 时,分式值 \(F(0) = 0\)


带入后分子 \(\ne 0\) 分母 \(= 0\)

大部分情况下这样就当它 \(\to \infty\) 就好了。

比如 \(\frac{x + 1}{x}\)\(x = 0\) 时确实就是挂了(不要无中生有乘个 \(x\) 上去啊)。

可是这里有一种特殊情况:当分子分母都是类似的类型时。

其实可能还有好多特殊情况,但是萌新只遇到过这种。

比如 \(G(x) = \frac{x ^ 2}{x - 1}\)\(H(x) = \frac{x + 1}{x - 1}\)\(F(x) = \dfrac{\frac{x ^ 2}{x - 1}}{\frac{x + 1}{x - 1}}\)

\(x = 1\) 时,那么可以上下同乘 \(x - 1\),就可以算了。

注:这里需要在带入之前乘,要不然乘 \(x - 1\) 就变成了乘 \(0\)
其实就是需要在带入之前合法操作多项式,使得带入之后合法。

应该大部分时候,多乘几个 \(x - 1\) 上去玩玩都是没问题的,

可是很可能,乘多了会出现 \(0 / 0\)\(\infty/\infty\) 的现象,具体见下文。


带入后分子 \(= 0\) 且分母 \(= 0\)

要用到洛必达法则!简单得说,洛必达法则就是

当带入 \(x = x_0\) 后分式变成 \(0/0\)\(\infty/\infty\) 型的时,\(F(x_0) = \frac{G'(x_0)}{H'(x_0)}\)

如果分子分母求导后还是 \(0/0\)\(\infty/\infty\),就再导一次,一直导到不是这样为止。

然后或许就会转到上面的某种情况之一什么的?

至于证明,知乎 上有好多长篇大论,萌新无才,就把证明咕了。

比如 \(F(x) = \frac{(x - 1)(x + 1)}{x - 1}\) 时带入 \(x = 1\)

根据直觉或约分,可以发现 \(\lim_{x\to 1}F(x) = 2\)

根据洛必达法则,\(F(1) = \frac{2}{1} = 2\)。这样勉强验证了它是对的。


其他

感觉分式带入求值什么的有些过于玄学,或许也是萌新探究不深。

有些时候分式带入求值或许有很多种方法,或许都是对的(?)。

比如在求导之前之后处理分式什么的,萌新也不太懂……

就先写到这里了。

posted @ 2021-03-10 10:46  George1123  阅读(451)  评论(0编辑  收藏  举报