(1)求出基点值并确认可导。原方程在 x=0 时给出 y=1,故 f(0)=1。令 F(x,y)=y−x−ex(1−y),则 F(0,1)=0,且 Fy=1+xex(1−y),所以 Fy(0,1)=1=0。F 有连续偏导,由隐函数定理,在 (0,1) 附近确定唯一连续可微分支。
(2)对原方程关于 x 求导。指数的导数为 [x(1−y)]′=1−y−xy′,因此
y′−1=ex(1−y)(1−y−xy′).
代入 x=0,y=1,得 y′(0)−1=0,故 f′(0)=1。
(3)将数列极限写成差商。因 n1→0,由导数定义及归结原则,
n→∞limn[f(n1)−1]=n→∞limn1f(n1)−f(0)=f′(0)=1.
关键是先确认被减的常数就是 f(0),再把数列极限归结为导数,不能直接对离散变量 n 使用洛必达法则。
在 (0,1) 处,F(x,y)=y−x−ex(1−y) 满足 F=0、Fy=1=0,且偏导连续,故 f 在 0 附近可微,f(0)=1。设 f(x)=1+ax+o(x),则原方程左端为 1+(a−1)x+o(x),而指数 x(1−f(x))=−ax2+o(x2)=o(x),右端为 1+o(x)。
比较一次项得 a=1,于是 f(n1)−1=n1+o(n1),所求极限为 1。