如何用极限的方法求函数的水平渐进线和竖直渐近线
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若Lim(x→∞)f(x)=C,则有水平渐近线y=C。
若Lim(x→x0)f(x)=∞,则有铅直渐近线x=x0。
需注意其中∞之正负以及x→x0之左右。
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需注意其中∞之正负以及x→x0之左右。
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当我们谈论渐近线时,我们会想到什么?一条曲线与一条直线,在遥远的地方无限地接近,又彼此分离。这种若即若离的美感就好像上一节极限我们所提到的欲求完美,却触摸不到绝对的完美。本文,学长将带你穿过迷雾,去“无穷远”处看看渐近线的真容。
用一生的时间去追求完美,但是依然达不到绝对完美
上图中,我们追求完美,会随着时间的流逝逐渐趋向于绝对的完美,但绝对完美就像高压线一样,无法触摸,这种逐渐靠近却又接触不到与极限相似,而这条“高压线”就叫做曲线的渐近线。代入到上篇极限文章的回家模型中:
“回不了家”模型
在回家模型中,以时间为横轴,离家距离为纵轴。时间飞转,离家日近,但永远都进不了家门。在距离-时间图中,房子是我永远到不了的红线,即为渐近线(顾名思义:逐渐靠近的线)
简单了解渐近线的含义后,回到数理的世界。看看水平、垂直、斜三种渐近线的本质来源和相互关系。既然渐近线是直线,其表达式可设为: y=kx+b ,k为渐近线斜率,也极为渐近线与X轴正向夹角的正切值,如下:
K的值等于直线与x轴正向夹角的正切值
那么k就有如下三种情况:
(a) k=0时:tan\theta=0\Rightarrow\theta=0. 此时渐近线与x轴平行,为水平渐近线,表达式为: y=y_{0}
(b) k=\infty:tan\theta=\infty\Rightarrow\theta=90° 此时渐近线与x轴垂直,为垂直渐近线,表达式为: x=x_{0}
(c) k=非0常数时:tan\theta\in(0,+\infty)\Rightarrow0<\theta<90° ,此时为斜渐近线。
三种类型的渐近线
三种渐近线的关系
图上三种类型的渐近线,神态各异。但如果我告诉你,三类渐近线对应的曲线形状均相同,只是在坐标系里的位置不同,你有没有一些想法?
那就是,渐近线与X轴不同的夹角,都可以看做是选取了不同的坐标系所致,如下图:
不同坐标下的渐近线
固定图中三条相同的曲线,其渐近线也随之固定。这时转动坐标系:
令x轴与渐近线平行,得到水平渐近线;
令x轴与渐近线垂直,得到垂直渐近线;
令x轴与渐近线成其他任意角,得到斜渐近线。
无论怎么转动坐标系,曲线与渐近线的关系均是:曲线只能无穷趋近于渐近线,但永远触碰不到。以图中的情况为例,对于水平和斜渐近线而言,可以通过x值的变化来描述此过程,即x增大,渐近线和曲线的距离越来越近;而对于垂直渐近线而言,用y来描述,y越大曲线越接近渐近线。
求渐近线
理解渐近线与x/y变量的关系后,接下来我们要了解如何求渐近线。对于斜渐近线和水平渐近线,即x趋近于+∞或-∞时,渐近线的y坐标和曲线y坐标越来越近,既有: \lim_{x \rightarrow +\infty}{(y_{曲线}-y_{渐近线})}=0或\lim_{x \rightarrow -\infty}{(y_{曲线}-y_{渐近线})}=0 即\lim_{x \rightarrow +\infty}{y_{曲线}}=\lim_{x \rightarrow +\infty}y_{渐近线}或\lim_{x \rightarrow -\infty}{y_{曲线}}=\lim_{x \rightarrow -\infty}y_{渐近线}
x趋近于+∞或-∞时,渐近线和曲线的y坐标值逐渐靠近(紫色线越短)
对于水平渐近线有: \lim_{x \rightarrow +\infty}{y_{曲线}}=\lim_{x \rightarrow +\infty}y_{渐近线}=y_{0}或\lim_{x \rightarrow -\infty}{y_{曲线}}=\lim_{x \rightarrow -\infty}y_{渐近线}=y_{1}
有水平渐近线。若 y_{0}=y_{1} ,则为一条水平渐近线;若 y_{0}≠y_{1} ,则为两条水平渐近线,如上图所示。
判据: \lim_{x \rightarrow +\infty}{y_{曲线}}或\lim_{x \rightarrow -\infty}{y_{曲线}} 存在,则有水平渐近线 y=y_{0} 或 y=y_{1} ,其中 y_{0}=\lim_{x \rightarrow +\infty}{y_{曲线}}或y_{1}=\lim_{x \rightarrow -\infty}{y_{曲线}}
对于斜渐近线有:
以上图右侧斜渐近线为例:
\lim_{x \rightarrow +\infty}{(y_{曲线}-y_{渐近线})}=0\Rightarrow\lim_{x \rightarrow +\infty}{(y_{曲线}-kx-b)}=0\Rightarrow\lim_{x \rightarrow +\infty}{(y_{曲线}-kx)}=b
而 \lim_{x \rightarrow +\infty}{(y_{曲线}-kx)}=b\Rightarrow\lim_{x \rightarrow +\infty}{(\frac{y_{曲线}-kx}{x})}=\lim_{x \rightarrow +\infty}\frac{b}{x}=0
即 \lim_{x \rightarrow +\infty}{(\frac{y_{曲线}-kx}{x})}=0\Rightarrow\lim_{x \rightarrow +\infty}{({\frac{y_{曲线}}{x}-k})}=0\Rightarrow\lim_{x \rightarrow +\infty}{{\frac{y_{曲线}}{x}}}=k
左侧同理可得,即改为x趋近于-∞。
判据为: \lim_{x \rightarrow +\infty}{{\frac{y_{曲线}}{x}}},\lim_{x \rightarrow +\infty}{(y_{曲线}-kx)} 均存在时,有斜渐近线 y=k_{1}x+b_{1}
其中 k_{1}=\lim_{x \rightarrow +\infty}{{\frac{y_{曲线}}{x}}} , b_{1}=\lim_{x \rightarrow +\infty}{(y_{曲线}-kx)} .
或者, \lim_{x \rightarrow -\infty}{{\frac{y_{曲线}}{x}}},\lim_{x \rightarrow -\infty}{(y_{曲线}-kx)} 均存在时,有斜渐近线 y=k_{2}x+b_{2}
其中 k_{2}=\lim_{x \rightarrow -\infty}{{\frac{y_{曲线}}{x}}} , b_{2}=\lim_{x \rightarrow -\infty}{(y_{曲线}-kx)} .
若 k_{1}=k_{2},b_{1}=b_{2} ,则是同一条斜渐近线。
最后来讲下垂直渐近线,对于垂直渐近线而言,其与水平/斜渐近线是相反的。即随着y趋近于+∞或者-∞时,渐近线的x坐标和曲线的x坐标越来越近。
随着y趋近于+∞或-∞,渐近线和曲线x坐标越来越近(紫线越短)
以左侧曲线为例:
\lim_{y \rightarrow +\infty}{(x_{曲线}-x_{渐近线})}=0
\lim_{y \rightarrow +\infty}{x_{曲线}}=x_{渐近线}=x_{0}
即 y\rightarrow+\infty,x\rightarrow x_{0}^{-} 反过来 x\rightarrow x_{0}^{-},y\rightarrow+\infty
用一生的时间去追求完美,但是依然达不到绝对完美
上图中,我们追求完美,会随着时间的流逝逐渐趋向于绝对的完美,但绝对完美就像高压线一样,无法触摸,这种逐渐靠近却又接触不到与极限相似,而这条“高压线”就叫做曲线的渐近线。代入到上篇极限文章的回家模型中:
“回不了家”模型
在回家模型中,以时间为横轴,离家距离为纵轴。时间飞转,离家日近,但永远都进不了家门。在距离-时间图中,房子是我永远到不了的红线,即为渐近线(顾名思义:逐渐靠近的线)
简单了解渐近线的含义后,回到数理的世界。看看水平、垂直、斜三种渐近线的本质来源和相互关系。既然渐近线是直线,其表达式可设为: y=kx+b ,k为渐近线斜率,也极为渐近线与X轴正向夹角的正切值,如下:
K的值等于直线与x轴正向夹角的正切值
那么k就有如下三种情况:
(a) k=0时:tan\theta=0\Rightarrow\theta=0. 此时渐近线与x轴平行,为水平渐近线,表达式为: y=y_{0}
(b) k=\infty:tan\theta=\infty\Rightarrow\theta=90° 此时渐近线与x轴垂直,为垂直渐近线,表达式为: x=x_{0}
(c) k=非0常数时:tan\theta\in(0,+\infty)\Rightarrow0<\theta<90° ,此时为斜渐近线。
三种类型的渐近线
三种渐近线的关系
图上三种类型的渐近线,神态各异。但如果我告诉你,三类渐近线对应的曲线形状均相同,只是在坐标系里的位置不同,你有没有一些想法?
那就是,渐近线与X轴不同的夹角,都可以看做是选取了不同的坐标系所致,如下图:
不同坐标下的渐近线
固定图中三条相同的曲线,其渐近线也随之固定。这时转动坐标系:
令x轴与渐近线平行,得到水平渐近线;
令x轴与渐近线垂直,得到垂直渐近线;
令x轴与渐近线成其他任意角,得到斜渐近线。
无论怎么转动坐标系,曲线与渐近线的关系均是:曲线只能无穷趋近于渐近线,但永远触碰不到。以图中的情况为例,对于水平和斜渐近线而言,可以通过x值的变化来描述此过程,即x增大,渐近线和曲线的距离越来越近;而对于垂直渐近线而言,用y来描述,y越大曲线越接近渐近线。
求渐近线
理解渐近线与x/y变量的关系后,接下来我们要了解如何求渐近线。对于斜渐近线和水平渐近线,即x趋近于+∞或-∞时,渐近线的y坐标和曲线y坐标越来越近,既有: \lim_{x \rightarrow +\infty}{(y_{曲线}-y_{渐近线})}=0或\lim_{x \rightarrow -\infty}{(y_{曲线}-y_{渐近线})}=0 即\lim_{x \rightarrow +\infty}{y_{曲线}}=\lim_{x \rightarrow +\infty}y_{渐近线}或\lim_{x \rightarrow -\infty}{y_{曲线}}=\lim_{x \rightarrow -\infty}y_{渐近线}
x趋近于+∞或-∞时,渐近线和曲线的y坐标值逐渐靠近(紫色线越短)
对于水平渐近线有: \lim_{x \rightarrow +\infty}{y_{曲线}}=\lim_{x \rightarrow +\infty}y_{渐近线}=y_{0}或\lim_{x \rightarrow -\infty}{y_{曲线}}=\lim_{x \rightarrow -\infty}y_{渐近线}=y_{1}
有水平渐近线。若 y_{0}=y_{1} ,则为一条水平渐近线;若 y_{0}≠y_{1} ,则为两条水平渐近线,如上图所示。
判据: \lim_{x \rightarrow +\infty}{y_{曲线}}或\lim_{x \rightarrow -\infty}{y_{曲线}} 存在,则有水平渐近线 y=y_{0} 或 y=y_{1} ,其中 y_{0}=\lim_{x \rightarrow +\infty}{y_{曲线}}或y_{1}=\lim_{x \rightarrow -\infty}{y_{曲线}}
对于斜渐近线有:
以上图右侧斜渐近线为例:
\lim_{x \rightarrow +\infty}{(y_{曲线}-y_{渐近线})}=0\Rightarrow\lim_{x \rightarrow +\infty}{(y_{曲线}-kx-b)}=0\Rightarrow\lim_{x \rightarrow +\infty}{(y_{曲线}-kx)}=b
而 \lim_{x \rightarrow +\infty}{(y_{曲线}-kx)}=b\Rightarrow\lim_{x \rightarrow +\infty}{(\frac{y_{曲线}-kx}{x})}=\lim_{x \rightarrow +\infty}\frac{b}{x}=0
即 \lim_{x \rightarrow +\infty}{(\frac{y_{曲线}-kx}{x})}=0\Rightarrow\lim_{x \rightarrow +\infty}{({\frac{y_{曲线}}{x}-k})}=0\Rightarrow\lim_{x \rightarrow +\infty}{{\frac{y_{曲线}}{x}}}=k
左侧同理可得,即改为x趋近于-∞。
判据为: \lim_{x \rightarrow +\infty}{{\frac{y_{曲线}}{x}}},\lim_{x \rightarrow +\infty}{(y_{曲线}-kx)} 均存在时,有斜渐近线 y=k_{1}x+b_{1}
其中 k_{1}=\lim_{x \rightarrow +\infty}{{\frac{y_{曲线}}{x}}} , b_{1}=\lim_{x \rightarrow +\infty}{(y_{曲线}-kx)} .
或者, \lim_{x \rightarrow -\infty}{{\frac{y_{曲线}}{x}}},\lim_{x \rightarrow -\infty}{(y_{曲线}-kx)} 均存在时,有斜渐近线 y=k_{2}x+b_{2}
其中 k_{2}=\lim_{x \rightarrow -\infty}{{\frac{y_{曲线}}{x}}} , b_{2}=\lim_{x \rightarrow -\infty}{(y_{曲线}-kx)} .
若 k_{1}=k_{2},b_{1}=b_{2} ,则是同一条斜渐近线。
最后来讲下垂直渐近线,对于垂直渐近线而言,其与水平/斜渐近线是相反的。即随着y趋近于+∞或者-∞时,渐近线的x坐标和曲线的x坐标越来越近。
随着y趋近于+∞或-∞,渐近线和曲线x坐标越来越近(紫线越短)
以左侧曲线为例:
\lim_{y \rightarrow +\infty}{(x_{曲线}-x_{渐近线})}=0
\lim_{y \rightarrow +\infty}{x_{曲线}}=x_{渐近线}=x_{0}
即 y\rightarrow+\infty,x\rightarrow x_{0}^{-} 反过来 x\rightarrow x_{0}^{-},y\rightarrow+\infty
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一、渐近线的概念和类别
二、渐近线的方向分析
从上面的概念我们知道,渐进线是否存在与左右极限的存在性有直接关系,只有当左右极限都不存在时,我们才能说相应的渐近线不存在,如果在某点的一侧极限(左极限或右极限)不存在,但另一侧的极限存在,则在该点仍然是有相应渐近线的,具体说是:
三、典型例题
从上面对渐近线的分析可知,大家在判断曲线是否有渐近线、以及求渐近线的时候,一定要注意极限的方向或者说渐近线的方向,绝不能仅由极限不存在就断定渐进线不存在。另外,在求渐近线时,要注意渐近线共有三种类型。
二、渐近线的方向分析
从上面的概念我们知道,渐进线是否存在与左右极限的存在性有直接关系,只有当左右极限都不存在时,我们才能说相应的渐近线不存在,如果在某点的一侧极限(左极限或右极限)不存在,但另一侧的极限存在,则在该点仍然是有相应渐近线的,具体说是:
三、典型例题
从上面对渐近线的分析可知,大家在判断曲线是否有渐近线、以及求渐近线的时候,一定要注意极限的方向或者说渐近线的方向,绝不能仅由极限不存在就断定渐进线不存在。另外,在求渐近线时,要注意渐近线共有三种类型。
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如何用极限的方法求函数的水平渐进线和竖直渐近线
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用极限的方法求函数的水平渐近线和竖直渐近线:
1、若limf(x)=C,x趋于无穷,则有水平渐近线y=C;
2、若limf(x)=无穷,x趋于x.,则有垂直渐近线x=x;
另外,若limf(x)/x=k不等于0,x趋于无穷,lim(f(x)-kx)=b,x趋于无穷,则有些渐近线y=kx+b。
当曲线上一点M沿曲线无限远离原点或无限接近间断点时,如果M到一条直线的距离无限趋近于零,那么这条直线称为这条曲线的渐近线。渐近线分为垂直渐近线、水平渐近线和斜渐近线;需要注意的是:并不是所有曲线都有渐近线,渐近线反映了某些曲线在无限延伸时的变化情况。
扩展资料:
注意事项:
1、一个函数不能同时有水平渐近线,垂直渐近线和斜渐近线,因为有水平渐近线和垂直渐近线的话,就不会有斜渐近线。
2、并不是所有曲线都有渐近线,渐近线反映了某些曲线在无限延伸时的变化情况。当a=0时,有limf(x)=b (x趋向于无穷时),此时称y=b为函数f(x)的水平渐近线。所以,水平渐近线只是斜渐近线的一种特殊情况。解题时,可以不考虑水平渐近线,而只考虑斜渐近线和铅直渐近线。
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用极限的方法求函数的水平渐近线和竖直渐近线:
1、若limf(x)=C,x趋于无穷,则有水平渐近线y=C;
2、若limf(x)=无穷,x趋于x.,则有垂直渐近线x=x;
另外,若limf(x)/x=k不等于0,x趋于无穷,lim(f(x)-kx)=b,x趋于无穷,则有些渐近线y=kx+b。
当曲线上一点M沿曲线无限远离原点或无限接近间断点时,如果M到一条直线的距离无限趋近于零,那么这条直线称为这条曲线的渐近线。渐近线分为垂直渐近线、水平渐近线和斜渐近线;需要注意的是:并不是所有曲线都有渐近线,渐近线反映了某些曲线在无限延伸时的变化情况。
扩展资料:
注意事项:
1、一个函数不能同时有水平渐近线,垂直渐近线和斜渐近线,因为有水平渐近线和垂直渐近线的话,就不会有斜渐近线。
2、并不是所有曲线都有渐近线,渐近线反映了某些曲线在无限延伸时的变化情况。当a=0时,有limf(x)=b (x趋向于无穷时),此时称y=b为函数f(x)的水平渐近线。所以,水平渐近线只是斜渐近线的一种特殊情况。解题时,可以不考虑水平渐近线,而只考虑斜渐近线和铅直渐近线。
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一种是垂直渐近线:
这种渐近线的形式为x=a,也就是函数在x=a处的值为无穷大。本题x=-3
2. 另一种是斜渐近线:
这种渐近线的形式为y=kx+b,反映函数在无穷远点的性态(k=0时,为水平渐近线y=b)
先求k,k=lim(x→∞)f(x)/x
再求b,b=lim(x→∞)f(x)-kx
例如:k=lim(x→∞)f(x)/x=lim(x→∞)[(x-4)²/x(x+3)²]=0
b=lim(x→∞)f(x)-kx=lim(x→∞)[(x-4)²/(x+3)²]=1
∴渐近线为x=-3和y
一种是垂直渐近线: 这种渐近线的形式为x=a,也就是函数在x=a处的值为无穷大。本题x=-3 另一种是斜渐近线: 这种渐近线的形式为y=kx+b,反映函数在无穷远点的性态(k=0时,为水平渐近线y=b) 先求k,k=lim(x→∞)f(x)/x 再求b,b=lim(x→∞)f(x)-kx 本题:k=lim(x→∞)f(x)/x=lim(x→∞)[(x-4)²/x(x+3)²]=0 b=lim(x→∞)f(x)-kx=lim(x→∞)[(x-4)²/(x+3)²]=1 ∴渐近线为x=-3和y=1一种是垂直渐近线:
这种渐近线的形式为x=a,也就是函数在x=a处的值为无穷大。本题x=-3
2. 另一种是斜渐近线:
这种渐近线的形式为y=kx+b,反映函数在无穷远点的性态(k=0时,为水平渐近线y=b)
先求k,k=lim(x→∞)f(x)/x
再求b,b=lim(x→∞)f(x)-kx
例如:k=lim(x→∞)f(x)/x=lim(x→∞)[(x-4)²/x(x+3)²]=0
b=lim(x→∞)f(x)-kx=lim(x→∞)[(x-4)²/(x+3)²]=1
∴渐近线为x=-3和y=1
一种是垂直渐近线: 这种渐近线的形式为x=a,也就是函数在x=a处的值为无穷大。本题x=-3 另一种是斜渐近线: 这种渐近线的形式为y=kx+b,反映函数在无穷远点的性态(k=0时,为水平渐近线y=b) 先求k,k=lim(x→∞)f(x)/x 再求b,b=lim(x→∞)f(x)-kx 本题:k=lim(x→∞)f(x)/x=lim(x→∞)[(x-4)²/x(x+3)²]=0 b=lim(x→∞)f(x)-kx=lim(x→∞)[(x-4)²/(x+3)²]=1 ∴渐近线为x=-3和y=1
这种渐近线的形式为x=a,也就是函数在x=a处的值为无穷大。本题x=-3
2. 另一种是斜渐近线:
这种渐近线的形式为y=kx+b,反映函数在无穷远点的性态(k=0时,为水平渐近线y=b)
先求k,k=lim(x→∞)f(x)/x
再求b,b=lim(x→∞)f(x)-kx
例如:k=lim(x→∞)f(x)/x=lim(x→∞)[(x-4)²/x(x+3)²]=0
b=lim(x→∞)f(x)-kx=lim(x→∞)[(x-4)²/(x+3)²]=1
∴渐近线为x=-3和y
一种是垂直渐近线: 这种渐近线的形式为x=a,也就是函数在x=a处的值为无穷大。本题x=-3 另一种是斜渐近线: 这种渐近线的形式为y=kx+b,反映函数在无穷远点的性态(k=0时,为水平渐近线y=b) 先求k,k=lim(x→∞)f(x)/x 再求b,b=lim(x→∞)f(x)-kx 本题:k=lim(x→∞)f(x)/x=lim(x→∞)[(x-4)²/x(x+3)²]=0 b=lim(x→∞)f(x)-kx=lim(x→∞)[(x-4)²/(x+3)²]=1 ∴渐近线为x=-3和y=1一种是垂直渐近线:
这种渐近线的形式为x=a,也就是函数在x=a处的值为无穷大。本题x=-3
2. 另一种是斜渐近线:
这种渐近线的形式为y=kx+b,反映函数在无穷远点的性态(k=0时,为水平渐近线y=b)
先求k,k=lim(x→∞)f(x)/x
再求b,b=lim(x→∞)f(x)-kx
例如:k=lim(x→∞)f(x)/x=lim(x→∞)[(x-4)²/x(x+3)²]=0
b=lim(x→∞)f(x)-kx=lim(x→∞)[(x-4)²/(x+3)²]=1
∴渐近线为x=-3和y=1
一种是垂直渐近线: 这种渐近线的形式为x=a,也就是函数在x=a处的值为无穷大。本题x=-3 另一种是斜渐近线: 这种渐近线的形式为y=kx+b,反映函数在无穷远点的性态(k=0时,为水平渐近线y=b) 先求k,k=lim(x→∞)f(x)/x 再求b,b=lim(x→∞)f(x)-kx 本题:k=lim(x→∞)f(x)/x=lim(x→∞)[(x-4)²/x(x+3)²]=0 b=lim(x→∞)f(x)-kx=lim(x→∞)[(x-4)²/(x+3)²]=1 ∴渐近线为x=-3和y=1
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