第一章：函数、极限与连续
教学目的与要求
1.解函数的概念，掌握函数的表示方法，并会建立简单应用问题中的函数关系式。
2.解函数的奇偶性、单调性、周期性和有界性。
3.理解复合函数及分段函数的概念，了解反函数及隐函数的概念。
4.掌握基本初等函数的性质及其图形。
5.理解极限的概念，理解函数左极限与右极限的概念，以及极限存在与左、右极限之间的关系。
6.掌握极限的性质及四则运算法则。
7.了解极限存在的两个准则，并会利用它们求极限，掌握利用两个重要极限求极限的方法。
8.理解无穷小、无穷大的概念，掌握无穷小的比较方法，会用等价无穷小求极限。
9.理解函数连续性的概念（含左连续与右连续），会判别函数间断点的类型。
10.了解连续函数的性质和初等函数的连续性，了解闭区间上连续函数的性质（有界性、最大值和最小值定理、介值定理），并会应用这些性质。
所需学时：18学时（包括：6学时讲授与2学时习题）
第一节：集合与函数
一般地我们把研究对象统称为元素，把一些元素组成的总体叫集合（简称集）。集合具有确定性（给定集合的元素必须是确定的）和互异性（给定集合中的元素是互不相同的）。比如“身材较高的人”不能构成集合，因为它的元素不是确定的。
我们通常用大字拉丁字母A、B、C、……表示集合，用小写拉丁字母a、b、c……表示集合中的元素。如果a是集合A 中的元素，就说a属于A，记作：a∈A，否则就说a不属于A，记作：a?A。
⑴、全体非负整数组成的集合叫做非负整数集（或自然数集）。记作N
⑵、所有正整数组成的集合叫做正整数集。记作N+或N+。
⑶、全体整数组成的集合叫做整数集。记作Z。
⑷、全体有理数组成的集合叫做有理数集。记作Q。
⑸、全体实数组成的集合叫做实数集。记作R。
集合的表示方法
⑴、列举法：把集合的元素一一列举出来，并用“｛｝”括起来表示集合
⑵、描述法：用集合所有元素的共同特征来表示集合。
集合间的基本关系
⑴、子集：一般地，对于两个集合A、B，如果集合A中的任意一个元素都是集合B的元素，我们就说A、B有包含关系，称集合A为集合B的子集，记作A?B（或B?A）。。
⑵相等：如何集合A是集合B的子集，且集合B是集合A的子集，此时集合A中的元素与集合B中的元素完全一样，因此集合A与集合B相等，记作A＝B。
⑶、真子集：如何集合A是集合B的子集，但存在一个元素属于B但不属于A，我们称集合A是集合B的真子集。
⑷、空集：我们把不含任何元素的集合叫做空集。记作?，并规定，空集是任何集合的子集。
⑸、由上述集合之间的基本关系，可以得到下面的结论：
①、任何一个集合是它本身的子集。即A?A
②、对于集合A、B、C，如果A是B的子集，B是C的子集，则A是C的子集。
③、我们可以把相等的集合叫做“等集”，这样的话子集包括“真子集”和“等集”。
集合的基本运算
⑴、并集：一般地，由所有属于集合A或属于集合B的元素组成的集合称为A与B的并集。记作A∪B。（在求并集时，它们的公共元素在并集中只能出现一次。）
即A∪B＝｛x|x∈A，或x∈B｝。
⑵、交集：一般地，由所有属于集合A且属于集合B的元素组成的集合称为A与B的交集。记作A∩B。
即A∩B＝｛x|x∈A，且x∈B｝。
⑶、补集：
①全集：一般地，如果一个集合含有我们所研究问题中所涉及的所有元素，那么就称这个集合为全集。通常记作U。
②补集：对于一个集合A，由全集U中不属于集合A的所有元素组成的集合称为集合A相对于全集U的补集。简称为集合A的补集，记作C U A。
即C U A＝｛x|x∈U，且x A｝。
集合中元素的个数
⑴、有限集：我们把含有有限个元素的集合叫做有限集，含有无限个元素的集合叫做无限集。
⑵、用card来表示有限集中元素的个数。例如A＝｛a,b,c｝，则card(A)=3。
⑶、一般地，对任意两个集合A、B，有card(A)+card(B)=card(A∪B)+card(A∩B)
我的问题：
1、学校里开运动会，设A＝｛x|x是参加一百米跑的同学｝，B＝｛x|x是参加二百米跑的同学｝，C＝｛x|x是参加四百米跑的同学｝。学校规定，每个参加上述比赛的同学最多只能参加两项，请你用集合的运算说明这项规定，并解释以下集合运算的含义。⑴、A∪B；⑵、A∩B。
2、在平面直角坐标系中，集合C＝{(x,y)|y=x}表示直线y＝x，从这个角度看，集合D={(x,y)|方程组：2x-y=1,x+4y=5}表示什么？集合C、D之间有什么关系？请分别用集合语言和几何语言说明这种关系。
3、已知集合A={x|1≤x≤3}，B＝{x|(x-1)(x-a)=0}。试判断B是不是A的子集？是否存在实数a使A＝B成立？
4、对于有限集合A、B、C，能不能找出这三个集合中元素个数与交集、并集元素个数之间的关系呢？
5、无限集合A＝｛1，2，3，4，…，n，…｝，B＝｛2，4，6，8，…，2n，…｝，你能设计一种比较这两个集合中元素个数多少的方法吗？
2、区间
⑴、变量的定义：我们在观察某一现象的过程时，常常会遇到各种不同的量，其中有的量在过程中不起变化，我们把其称之为常量；有的量在过程中是变化的，也就是可以取不同的数值，我们则把其称之为变量。注：在过程中还有一种量，它虽然是变化的，但是它的变化相对于所研究的对象是极其微小的，我们则把它看作常量。
⑵、变量的表示：如果变量的变化是连续的，则常用区间来表示其变化范围。在数轴上来说，区间是指介于某两点之间的线段上点的全体。
以上我们所述的都是有限区间，除此之外，还有无限区间：
[a，+∞)：表示不小于a的实数的全体，也可记为：a≤x＜+∞；
(-∞，b)：表示小于b的实数的全体，也可记为：-∞＜x＜b；
(-∞，+∞)：表示全体实数，也可记为：-∞＜x＜+∞
注：其中-∞和+∞，分别读作"负无穷大"和"正无穷大",它们不是数,仅仅是记号。
⑶、邻域：设α与δ是两个实数，且δ＞0.满足不等式│x-α│＜δ的实数x的全体称为点α的δ邻域，点α称为此邻域的中心，δ称为此邻域的半径。
3、复合函数
复合函数的定义：若y是u的函数y=f(u)，而u又是x的函数：u=φ(x)，且u=φ(x)的函数值的全部或部分在f(u)的定义域内，那末，y通过u的联系也是x的函数，我们称后一个函数是由函数y=f(u)及u=φ(x)复合而成的函数，简称复合函数，记作y=f(φ(x))，其中u叫做中间变量。
注：并不是任意两个函数就能复合；复合函数还可以由更多函数构成。
例题：函数y=arcsinx与函数u=2+x2是不能复合成一个函数的。
因为对于u=2+x2的定义域(-∞,+∞)中的任何x值所对应的u值（都大于或等于2），使y=arcsinu都没有定义。
4、初等函数
⑴、基本初等函数：我们最常用的有五种基本初等函数，分别是：指数函数、对数函数、幂函数、三角函数及反三角函数。下面我们用表格来把它们总结一下：
a为任意实数
(正弦函数)
正弦函数是奇函数且
(反正弦函数)
⑵、初等函数：由基本初等函数与常数经过有限次的有理运算及有限次的函数复合所产生并且能用一个解析式表出的函数称为初等函数.
5、双曲函数及反双曲函数（补充）
⑴、双曲函数：在应用中我们经常遇到的双曲函数是：(用表格来描述)
课后作业及小结：
1、学习了集合概念与函数概念
2、掌握复合函数与反函数计算方法。
作业：P9.1,7,8
第二节：数列的极限
1、引入
⑴、数列：若按照一定的法则，有第一个数a1，第二个数a 2，…，依次排列下去，使得任何一个正整数n对应着一个确定的数a n ，那末，我们称这列有次序的数a1，a2，…，a n，…为数列.数列中的每一个数叫做数列的项。第n项a n叫做数列的一般项或通项.
注：我们也可以把数列a n看作自变量为正整数n的函数，即：a n=，它的定义域是全体正整数
⑵、极限：极限的概念是求实际问题的精确解答而产生的。
例：我们可通过作圆的内接正多边形，近似求出圆的面积。
设有一圆，首先作圆内接正六边形，把它的面积记为A1；再作圆的内接正十二边形，其面积记为A2；再作圆的内接正二十四边形，其面积记为A3；依次循下去(一般把内接正6×2n-1边形的面积记为A n)可得一系列内接正多边形的面积：A1，A2，A3，…，An，…，它们就构成一列有序数列。我们可以发现，当内接正多边形的边数无限增加时，An也无限接近某一确定的数值(圆的面积)，这个确定的数值在数学上被称为数列A1，A2，A3，…，An，… 当n→∞(读作n趋近于无穷大)的极限。
注：上面这个例子就是我国古代数学家刘徽(公元三世纪)的割圆术。
2、数列极限的概念
（1）、数列的极限：一般地，对于数列x1，x2，x3，…，x n，来说，若存在任意给定的正数ε(不论其多么小)，总存在正整
数N，使得对于n＞N时的一切x n不等式都成立，那末就称常数a是数列x n的极限，或者称数x n收敛于a .
记作：或
注：此定义中的正数ε只有任意给定，不等式才能表达出x n与a无限接近的意思。且定义中的正整数N与任意给定的正数ε是有关的，它是随着ε的给定而选定的。
（2）、数列的极限的几何解释：在此我们可能不易理解这个概念，下面我们再给出它的一个几何解释，以使我们能理解它。数列x n极限为a的一个几何解释：将常数a及数列x1，x2，x3，…，x n在数轴上用它们的对应点表示出来，再在数轴上作点a 的ε邻域即开区间(a-ε，a+ε)，如下图所示：
因不等式与不等式等价，故当n＞N时，所有的点x n都落在开区间(a-ε，a+ε)内，而只有有限个(至多只有N个)在此区间以外。
注：有界的数列不一定收敛，即：数列有界是数列收敛的必要条件，但不是充分条件。例：数列 1，-1，1，-1，…，(-1)n+1，…是有界的，但它是发散的。
3、数列极限的计算（课本例子）
课后作业及小结：
1、学习了数列极限概念
2、掌握数列极限运算方法。
作业：P15.2
第三节：函数极限的定义域计算
前面我们学习了数列的极限，已经知道数列可看作一类特殊的函数，即自变量取1→∞内的正整数，若自变量不再限于正整数的顺序，而是连续变化的，就成了函数。下面我们来学习函数的极限.
函数的极值有两种情况：a)：自变量无限增大；b)：自变量无限接近某一定点x0，如果在这时，函数值无限接近于某一常数A，就叫做函数存在极值。我们已知道函数的极值的情况，那么函数的极限如何呢 ?
下面我们结合着数列的极限来学习一下函数极限的概念!
1、函数的极限(分两种情况)
a):自变量趋向无穷大时函数的极限
定义：设函数y=f(x)，若对于任意给定的正数ε(不论其多么小)，总存在着正数X，使得对于适合不等式
的一切x，
所对应的函数值y=f(x)都满足不等式
那末常数A就叫做函数y=f(x)当x→∞时的极限，记作：下面我们用表格把函数的极限与数列的极限对比一下：
都满足＜记：。，对于适合的一切，函数
。
从上表我们发现了什么？？试思考之
b):自变量趋向有限值时函数的极限。我们先来看一个例子.
例：函数，当x→1时函数值的变化趋势如何？函数在x=1处无定义.我们知道对实数来讲，在数轴上任何一个有限的范围内，都有无穷多个点，为此我们把x→1时函数值的变化趋势用表列出,如下图:
注：在定义中为什么是在去心邻域内呢？这是因为我们只讨论x→x0的过程，与x=x0出的情况无关。此定义的核心问题是：对给出的ε，是否存在正数δ，使其在去心邻域内的x均满足不等式。
有些时候，我们要用此极限的定义来证明函数的极限为 A，其证明方法是怎样的呢？
a):先任取ε＞0；
b):写出不等式＜ε；
c):解不等式能否得出去心邻域0＜＜δ，若能；
d):则对于任给的ε＞0，总能找出δ，当0＜＜δ时，＜ε成立，因此
2、函数极限的运算规则
前面已经学习了数列极限的运算规则，我们知道数列可作为一类特殊的函数，故函数极限的运算规则与数列极限的运算规则相似。
⑴、函数极限的运算规则
若已知x→x0(或x→∞)时，.
则：
推论：
在求函数的极限时，利用上述规则就可把一个复杂的函数化为若干个简单的函数来求极限。
例题：求
解答：
例题：求
此题如果像上题那样求解，则会发现此函数的极限不存在.我们通过观察可以发现此分式的分子和分母都没有极限，像这种情况怎么办呢？下面我们把它解出来。
解答：
注：通过此例题我们可以发现：当分式的分子和分母都没有极限时就不能运用商的极限的运算规则了，应先把分式的分子分母转化为存在极限的情形，然后运用规则求之。
3、左右极限定义
定义：如果x仅从左侧(x＜x0)趋近x0时，函数f(x)与常量A无限接近，则称A为函数f(x)当时的左极限.记：
如果x 仅从右侧(x ＞x 0)趋近x 0时，函数f(x)与常量A 无限接近，则称A 为函数f(x)当时的右极限.记：
注：只有当x→x 0时，函数f(x)的左、右极限存在且相等，方称f(x)在x→x 0时有极限 课后作业及小结：
1、学习了函数数列极限概念
2、掌握函数数列极限运算方法。 作业：P23.1，2
第四节：极限性质
1、数列极限的性质
定理1(极限的唯一性) 数列{x n }不能收敛于两个不同的极限. 证明: 假设同时有a x n n =∞
→lim 及b x n n =∞
→lim , 且a
按极限的定义, 对于2a b -=ε>0, 存在充分大的正整数N , 使当n >N 时, 同时有|x n -a |<2a b -=ε 及|x n
-b |<2
a b -=ε,
因此同时有 2a b x n +<
及2
a b x n
+>, 这是不可能的. 所以只能有a =b . 数列的有界性: 对于数列{x n }，如果存在着正数M ，使得对一切x n 都满足 不等式 |x n |≤M ,则称数列{x n }是有界的; 如果这样的正数M 不存在，就说数列{x n }是无界的
定理2(收敛数列的有界性) 如果数列{x n }收敛, 那么数列{x n }一定有界.
证明: 设数列{x n }收敛, 且收敛于a , 根据数列极限的定义, 对于ε =1, 存在正整数N , 使对于n >N 时的一切x n , 不等式 |x n -a |<ε =1都成立. 于是当n >N 时,
|x n |=|(x n -a )+a | ≤| x n -a |+|a |<1+|a |.
取M =max{|x 1|, |x 2|, ? ? ?, |x N |, 1+| a |}, 那么数列{x n }中的一切x n 都满足不等式|x n |≤ M . 这就证明了数列{x n }是有界的.
定理3（收敛数列的保号性) 如果数列{x n }收敛于a , 且a >0(或a <0), 那么存在正整数N , 当n >N 时, 有x n >0(或x n <0). 证 就a >0的情形证明. 由数列极限的定义, 对02>=a ε, ?N ∈N +, 当n >N 时, 有2
||a
a x n <-, 从而02
2>=-
>a
a a x n . 推论 如果数列{x n }从某项起有x n ≥0(或x n ≤0), 且数列{x n }收敛于a , 那么a ≥0(或a ≤0).
证明 就x n ≥0情形证明. 设数列{x n }从N 1项起, 即当n >N 1时有x n ≥0. 现在用反证法证明, 或a <0, 则由定理3知, ?N 2∈N +, 当n > N 2时, 有x n <0. 取N =max{ N 1, N 2 }, 当n >N 时, 按假定有x n ≥0, 按定理3有x n <0, 这引起矛盾. 所以必有a ≥0. 子数列: 在数列{x n }中任意抽取无限多项并保持这些项在原数列中的先后次序, 这样得到的一个数列称为原数列{x n }的子数列. 例如, 数列{x n }: 1, -1, 1, -1, ? ? ?, (-1)n +1? ? ?的一子数列为{x 2n }: -1, -1, -1, ? ? ?, (-1)2n +1? ? ? 定理3(收敛数列与其子数列间的关系) 如果数列{x n }收敛于a , 那么它的任一子数列也收敛, 且极限也是a . 证明: 设数列}{k n x 是数列{x n }的任一子数列.
因为数列{x n }收敛于a , 所以?ε >0, ?N ∈N +, 当n >N 时, 有|x n -a |<ε .取K =N , 则当k >K 时, n k ≥k >K =N . 于是|k n x -a |<ε . 这就证明了a x k n k =∞
→lim .
2、函数极限的性质
定理1(函数极限的唯一性)如果极限)(lim 0
x f x x →存在, 那么这极限唯一.
定理2(函数极限的局部有界性) 如果f (x )→A (x →x 0), 那么存在常数M >0和δ, 使得当0<|x -x 0|<δ时, 有|f (x )|≤M . 证明 因为f (x )→A (x →x 0), 所以对于ε =1, ?δ>0, 当0<|x -x 0|<δ时, 有|f (x )-A |<ε =1,
于是 |f (x )|=|f (x )-A +A |≤|f (x )-A |+|A |<1+|A |.这就证明了在x 0的去心邻域{x | 0<|x -x 0|<δ }内, f (x )是有界的.
定理3(函数极限的局部保号性) 如果f (x )→A (x →x 0), 而且A >0(或A <0), 那么存在常数δ>0, 使当0<|x -x 0|<δ时, 有f (x )>0(或f (x )<0).
定理3' 如果f (x )→A (x →x 0)(A ≠0), 那么存在点x 0的某一去心邻域, 在该邻域内, 有||2
1|)(|A x f >. 推论 如果在x 0的某一去心邻域内f (x )≥0(或f (x )≤0), 而且f (x )→A (x →x 0), 那么A ≥0(或A ≤0).
证明: 设f (x )≥0. 假设上述论断不成立, 即设A <0, 那么由定理1就有x 0的某一去心邻域, 在该邻域内 f (x )<0, 这与f (x )≥0的假定矛盾. 所以A ≥0.
定理4(函数极限与数列极限的关系)
如果当x →x 0时f (x )的极限存在, {x n }为f (x )的定义域内任一收敛于x 0的数列, 且满足x n ≠x 0(n ∈N +), 那么相应的函数值数列{f (x n )}必收敛, 且)(lim )(lim 0
x f x f x x n n →∞
→=.
证明 设f (x )→A (x →x 0), 则?ε >0, ?δ >0, 当0<|x -x 0|<δ 时, 有|f (x )-A |<ε . 又因为x n →x 0(n →∞), 故对δ >0, ?N ∈N +, 当n >N 时, 有|x n -x 0|<δ . 由假设, x n ≠x 0(n ∈N +). 故当n >N 时, 0<|x n -x 0|<δ , 从而|f (x n )-A |<ε . 即)(lim )(lim 0
x f x f x x n n →∞
→=
课后作业及小结：
1、学习了极限的相关定理与函数列相关定理 作业：P30.8
第五节：两个重要的极限
1、准则I
如果数列{x n }、{y n }及{z n }满足下列条件: (1)y n ≤x n ≤z n (n =1, 2, 3, ? ? ?), (2)a y n n =∞
→lim , a z n n =∞
→lim ,
那么数列{x n }的极限存在, 且a x n n =∞
→lim .
证明: 因为a y n n =∞
→lim , a z n n =∞
→lim , 以根据数列极限的定义, ?ε >0, ?N 1>0, 当n >N 1时, 有
|y n -a |<ε ; 又?N 2>0, 当n >N 2时, 有|z n -a |<ε . 现取N =max{N 1, N 2}, 则当 n >N 时, 有 |y n -a |<ε , |z n -a |<ε 同时成立, 即
a -ε 同时成立. 又因y n ≤x n ≤z n , 所以当 n >N 时, 有 a -ε 即 |x n -a |<ε . 这就证明了a x n n =∞ →lim . 简要证明: 由条件(2), ?ε >0, ?N >0, 当n >N 时, 有 |y n -a |<ε 及|z n -a |<ε , 即有 a -ε a -ε 即 |x n -a |<ε . 这就证明了a x n n =∞ →lim . 注意： 准则I ' 如果函数f (x )、g (x )及h (x )满足下列条件: (1) g (x )≤f (x )≤h (x ); (2) lim g (x )=A , lim h (x )=A ; 那么lim f (x )存在, 且lim f (x )=A . 注 如果上述极限过程是x →x 0, 要求函数在x 0的某一去心邻域内有定义, 上述极限过程是x →∞, 要求函数当|x |>M 时有定义, 准则I 及准则I ' 称为夹逼准则. 2、第一重要极限 下面根据准则I '证明第一个重要极限: 1 sin lim 0=→x x x . 证明 首先注意到, 函数 x x sin 对于一切x ≠0都有定义. 参看附图: 图中的圆为单位圆, BC ⊥OA , DA ⊥OA . 圆心角∠AOB =x (0 π). 显然 sin x =CB , x =? AB , tan x =AD . 因为 S ?AOB 21sin x <21x <2 1 tan x , 即 sin x x x x cos 1sin 1<<, 或 1 sin cos < x x . 注意此不等式当-2 π =→x x , 根据准则I ', 1sin lim 0=→x x x . 简要证明: 参看附图, 设圆心角∠AOB =x (2 0π< 显然 BC < AB sin cos < x x (此不等式当x <0时也成立). 因为1cos lim 0 =→x x , 根据准则I ', 1 sin lim 0=→x x x . 应注意的问题: 在极限) () (sin lim x x αα中, 只要α(x )是无穷小, 就有1)()(sin lim =x x αα. 这是因为, 令u =α(x ), 则u →0, 于是) () (sin lim x x αα1sin lim 0==→u u u . 1sin lim 0=→x x x , 1) () (sin lim =x x αα(α(x )→0). 例1. 求x x x tan lim 0→. 解: x x x tan lim 0→x x x x cos 1sin lim 0?=→1cos 1lim sin lim 00=?=→→x x x x x . 例2. 求2 0cos 1lim x x x -→. 解: 20cos 1lim x x x -→=2 2022 )2 (2sin lim 212sin 2lim x x x x x x →→= 2112 122sin lim 2122 0=?=???? ? ??=→x x x . 211212 2sin lim 2122 0=?=??? ? ??=→x x x . 3、准则II 单调有界数列必有极限. 如果数列{x n }满足条件x 1≤x 2≤x 3≤ ? ? ? ≤x n ≤x n +1≤ ? ? ?,就称数列{x n }是单调增加的; 如果数列{x n }满足条件x 1≥x 2≥x 3≥ ? ? ? ≥x n ≥x n +1≥ ? ? ?,就称数列{x n }是单调减少的. 单调增加和单调减少数列统称为单调数列. 在第三节中曾证明: 收敛的数列一定有界. 但那时也曾指出: 有界的数列不一定收敛. 现在准则II 表明: 如果数列不仅有界, 并且是单调的, 那么这数列的极限必定存在, 也就是这数列一定收敛. 准则II 的几何解释: 单调增加数列的点只可能向右一个方向移动, 或者无限向右移动, 或者无限趋近于某一定点A , 而对有界数列只可能后者情况发生. 4、第二重要极限 根据准则II , 可以证明极限n n n )1 1(lim +∞ →存在. 设n n n x )11(+=, 现证明数列{x n }是单调有界的. 按牛顿二项公式, 有 n n n n n n n n n n n n n n n n n n n x 1 !)1( )1( 1!3)2)(1(1!2)1(1!11)11(32?+-???-+???+?--+?-+?+=+= )11( )21)(11(!1 )21)(11(!31)11(!2111n n n n n n n n --???--+???+--+-+ +=, )1 1 1( )121)(111(!1 )121)(111(!31)111(!21111+--???+-+-+???++-+-++-++=+n n n n n n n n x n )1 1( )121)(111()!1(1+-???+-+-++ n n n n n . 比较x n , x n +1的展开式, 可以看出除前两项外, x n 的每一项都小于x n +1的对应项, 并且x n +1还多了最后一项, 其值大于0, 因此 x n < x n +1 , 这就是说数列{x n }是单调有界的.这个数列同时还是有界的. 因为x n 的展开式中各项括号内的数用较大的数1代替, 得 32132 1121 1121 212111!1 !31!2111112<-=-- +=+???++++ n n n x . 根据准则II , 数列{x n }必有极限. 这个极限我们用e 来表示. 即 e n n n =+∞→)11(lim . 我们还可以证明e x x x =+∞ →)11(lim . e 是个无理数, 它的值是e =2. 718281828459045? ? ?. 指数函数y =e x 以及对数函数y =ln x 中的底e 就是这个常数. 在极限)(1 )](1lim[x x αα+中, 只要α(x )是无穷小, 就有e x x =+) (1 )](1lim[αα. 这是因为, 令)(1x u α= , 则u →∞, 于是)(1 )](1lim[x x αα+e u u u =+=∞→)11(lim . e x x x =+∞→)11(lim , e x x =+) (1 )](1lim[αα(α(x )→0). 例3. 求x x x )1 1(lim -∞ →. 解: 令t =-x , 则x →∞时, t →∞. 于是 x x x )11(lim -∞ →t t t -∞ →+=)11(lim e t t t 1)11(1lim =+=∞ →. 或 )1()11(lim )11(lim --∞ →∞ →-+ =-x x x x x x 1 1])11(lim [---∞→=-+=e x x x . 课后作业及小结： 1、学习了两个重要极限 2、了解单调有界准则 3、综合运用夹逼准则 作业：P38.1,2,3 第六节：无穷小与无穷大 1、无穷小 如果函数f (x )当x →x 0(或x →∞)时的极限为零, 那么称函数f (x )为当x →x 0(或x →∞)时的无穷小. 特别地, 以零为极限的数列{x n }称为n →∞时的无穷小. 例如, 因为01lim =∞→x x , 所以函数x 1 为当x →∞时的无穷小. 因为0)1(lim 1 =-→x x , 所以函数为x -1当x →1时的无穷小. 因为011lim =+∞→n n , 所以数列{1 1 +n }为当n →∞时的无穷小. 讨论: 很小很小的数是否是无穷小？0是否为无穷小？ 提示: 无穷小是这样的函数, 在x →x 0(或x →∞)的过程中, 极限为零. 很小很小的数只要它不是零, 作为常数函数在自变量的任何变化过程中, 其极限就是这个常数本身, 不会为零. 无穷小与函数极限的关系: 定理1 在自变量的同一变化过程x →x 0(或x →∞)中, 函数f (x )具有极限A 的充分必要条件是f (x )=A +α, 其中α是无穷小. 证明: 设A x f x x =→)(lim 0 , ?ε >0 , ? δ >0, 使当0<|x -x 0|<δ 时, 有|f (x )-A |<ε . 令α=f (x )-A , 则α是x →x 0时的无穷小, 且f (x )=A +α . 这就证明了f (x )等于它的极限A 与一个无穷小α之和. 反之, 设f (x )=A +α , 其中A 是常数, α是x →x 0时的无穷小, 于是|f (x )-A |=|α|. 因α是x →x 0时的无穷小, ?ε >0 , ? δ >0, 使当0<|x -x 0|<δ , 有|α|<ε 或|f (x )-A |<ε 这就证明了A 是f (x ) 当 x →x 0时的极限. 简要证明: 令α=f (x )-A , 则|f (x )-A |=|α|. 如果?ε >0 , ? δ >0, 使当0<|x -x 0|<δ , 有f (x )-A |<ε , 就有|α|<ε ; 反之如果?ε >0 , ? δ >0, 使当0<|x -x 0|<δ , 有|α|<ε , 就有f (x )-A |<ε . 这就证明了如果A 是f (x ) 当 x →x 0时的极限, 则α是x →x 0时的无穷小; 如果α是x →x 0时的无穷小, 则A 是f (x ) 当 x →x 0时的极限. 类似地可证明x →∞时的情形. 例如, 因为333212121x x x +=+, 而021lim 3=∞→x x , 所以2 1 21lim 33=+∞→x x x . 2、无穷大 如果当x →x 0(或x →∞)时, 对应的函数值的绝对值|f (x )|无限增大, 就称函数 f (x )为当x →x 0(或x →∞)时的无穷大. 记为 ∞=→)(lim 0 x f x x (或∞=∞ →)(lim x f x ). 应注意的问题: 当x →x 0(或x →∞)时为无穷大的函数f (x ), 按函数极限定义来说, 极限是不存在的. 但为了便于叙述函数的这一性态, 我们也说“函数的极限是无穷大”, 并记作 ∞=→)(lim 0 x f x x (或∞=∞ →)(lim x f x ). 讨论: 无穷大的精确定义如何叙述？很大很大的数是否是无穷大? 提示: ∞=→)(lim 0 x f x x ??M >0, ?δ >0, 当0<|x -0x |<δ 时, 有|f (x )|>M . 正无穷大与负无穷大: +∞=∞→→)(lim ) ( 0 x f x x x , -∞=∞→→)(lim ) ( 0x f x x x . 例2 证明∞= -→1 1 lim 1x x . 证 因为?M >0, ?M 1 =δ, 当0<|x -1|<δ 时, 有 M x >-|1 1 |, 所以∞=-→1 1 lim 1x x . 提示: 要使M x x >-=-| 1|1 |11|, 只要M x 1|1|<-. 铅直渐近线: 如果∞=→)(lim 0 x f x x , 则称直线0x x =是函数y =f (x )的图形的铅直渐近线. 例如, 直线x =1是函数1 1 -= x y 的图形的铅直渐近线. 3、无穷小与无穷大的关系 定理 (无穷大与无穷小之间的关系) 在自变量的同一变化过程中, 如果f (x )为无穷大, 则) (1x f 为无穷小; 反之, 如果f (x )为无穷小, 且f (x )≠0, 则) (1x f 为无穷大. 证明: 如果0)(lim 0 =→x f x x , 且f (x )≠0, 那么对于M 1= ε, ?δ >0, 当0<|x -0x |<δ 时, 有M x f 1|)(|=<ε, 由于当0<|x -0x |<δ 时, f (x )≠0, 从而 M x f >|) (1 | , 所以 ) (1 x f 为x →x 0时的无穷大. 如果∞=→)(lim 0x f x x , 那么对于ε1=M , ?δ >0,当0<|x -0x |<δ 时, 有ε1|)(|=>M x f , 即 ε<|) (1 | x f , 所以为x →x 时的无穷小. 课后作业及小结： 1、学习了无穷大与无穷小的概念 2、掌握无穷大与无穷小之间的关系 作业：P45.4,5 第七节：函数的连续性及其性质 在自然界中有许多现象，如气温的变化，植物的生长等都是连续地变化着的.这种现象在函数关系上的反映，就是函数的连续性 1、连续的概念 在定义函数的连续性之前我们先来学习一个概念——增量 设变量x从它的一个初值x1变到终值x2，终值与初值的差x2-x1就叫做变量x的增量，记为：△x即：△x=x2-x1增量△x 可正可负. 我们再来看一个例子：函数y=f(x)在点x0的邻域内有定义，当自变量x在领域内从x0变到x0+△x时，函数y相应地从f(x0)变到，其对应的增量为： 这个关系式的几何解释如下图： 现在我们可对连续性的概念这样描述：如果当△x趋向于零时，函数y对应的增量△y也趋向于零，即：，那末就称函数y=f(x)在点x0处连续。 函数连续性的定义： 设函数y=f(x)在点x0的某个邻域内有定义，如果有称函数y=f(x)在点x0处连续，且称x0为函数的y=f(x)的连续点. 下面我们结合着函数左、右极限的概念再来学习一下函数左、右连续的概念：设函数y=f(x)在区间(a,b]内有定义，如果左极限存在且等于f(b)，即：= f(b)，那末我们就称函数f(x)在点b左连续.设函数f(x)在区间[a,b)内有定义，如果右极限存在且等于f(a)，即：= f(a)，那末我们就称函数f(x)在点a右连续. 一个函数在开区间(a,b)内每点连续,则为在(a,b)连续，若又在a点右连续，b点左连续，则在闭区间[a，b]连续，如果在整个定义域内连续，则称为连续函数。 注：一个函数若在定义域内某一点左、右都连续，则称函数在此点连续，否则在此点不连续. 注：连续函数图形是一条连续而不间断的曲线。 通过上面的学习我们已经知道函数的连续性了，同时我们可以想到若函数在某一点要是不连续会出现什么情形呢？接着我们就来学习这个问题：函数的间断点 2、函数的间断点 定义：我们把不满足函数连续性的点称之为间断点. 它包括三种情形： a)：f(x)在x0无定义； b)：f(x)在x→x0时无极限； c)：f(x)在x→x0时有极限但不等于f(x0)； 下面我们通过例题来学习一下间断点的类型： 例1：正切函数y=tanx在x=π/2处没有定义，所以点x=π/2是函数y=tanx的间断点，因，我们就称x=π/2为函数y=tanx的无穷间断点； 例2：函数y=sin(1/x)在点x=0处没有定义；故当x→0时，函数值在-1与+1之间变动无限多次，我们就称点x=0叫做函数y=sin(1/x)的振荡间断点； 例3：函数当x→0时，左极限，右极限，从这我们可以看出函数左、右极限虽然都存在，但不相等，故函数在点x=0是不存在极限。我们还可以发现在点x=0时，函数值产生跳跃现象，为此我们把这种间断点称为跳跃间断点；我们把上述三种间断点用几何图形表示出来如下: 3、间断点的分类 我们通常把间断点分成两类：如果x0是函数f(x)的间断点，且其左、右极限都存在，我们把x0称为函数f(x)的第一类间断点；不是第一类间断点的任何间断点，称为第二类间断点. 可去间断点 若x0是函数f(x)的间断点，但极限存在，那末x0是函数f(x)的第一类间断点。此时函数不连续原因是：f(x0)不存在 或者是存在但≠f(x0)。我们令，则可使函数f(x)在点x0处连续，故这种间断点x0称为可去间断点。 4、初等函数的连续性 连续函数的性质——函数的和、积、商的连续性 我们通过函数在某点连续的定义和极限的四则运算法则，可得出以下结论： a)：有限个在某点连续的函数的和是一个在该点连续的函数； b)：有限个在某点连续的函数的乘积是一个在该点连续的函数； c)：两个在某点连续的函数的商是一个在该点连续的函数(分母在该点不为零)； 反函数的连续性：若函数f(x)在某区间上单调增(或单调减)且连续，那末它的反函数x=φ（y）也在对应的区间上单调增(单调减)且连续 例：函数y=sinx在闭区间[-π/2,π/2]上单调增且连续，故它的反函数y=arcsinx在闭区间[-1,1]上也是单调增且连续的。 复合函数的连续性:设函数u=φ(x)当x→x0时的极限存在且等于a，即：.而函数f(u)在点u=a连续，那末复合函数 y=f(φ(x))当x→x0时的极限也存在且等于f(a).即： 例题：求 解答： 设函数u=φ(x)在点x=x0连续，且u0=φ(x0)，而函数y=f(u)在点u=u0连续，那末复合函数y=f(φ(x))在点x=x0也是连续的5、闭区间上初等函数的连续性 通过前面我们所学的概念和性质，我们可得出以下结论：基本初等函数在它们的定义域内都是连续的；一切初等函数在其定义域内也都是连续的. 闭区间上的连续函数则是在其连续区间的左端点右连续，右端点左连续.对于闭区间上的连续函数有几条重要的性质，下面我 们来学习一下： 最大值最小值定理：在闭区间上连续的函数一定有最大值和最小值。(在此不作证明) 例：函数y=sinx在闭区间[0，2π]上连续，则在点x=π/2处，它的函数值为1，且大于闭区间[0，2π]上其它各点出的函数值；则在点x=3π/2处，它的函数值为-1，且小于闭区间[0，2π]上其它各点出的函数值。 介值定理：在闭区间上连续的函数一定取得介于区间两端点的函数值间的任何值。即：，μ在α、 β之间，则在[a，b]间一定有一个ξ，使 推论：在闭区间连续的函数必取得介于最大值最小值之间的任何值。 课后作业及小结： 1、学习了连续与间断点等概念 2、掌握间断点种类 3、了解闭区间上函数的性质 作业：P57,4,7 第1章 函 数 §1.1 函数的概念与性质 1. 绝对值与不等式（0>a ，0b >） （1）x x x -≤≤；x y x y x y -≤±≤+ （2 ）2 112 a b a b +≤+（调和平均值≤几何平均值≤算术平均值） 一般地，1212111n n x x x n n x x x +++≤≤ +++ （3）{}max ,22a b a b a b -+=+；{}min ,22 a b a b a b -+=- 2. 函数概念与性质 对变量D x ∈的每一个确定值，变量y 按某确定规则f ，都有且只有一确定值与之对应，则称变量y 是变量x 的函数，记为()y f x =，D x ∈。 注意：定义域D 和对应规则f 是函数相等的两要素。 （1）无关性 ()()y f x f t == D t x ∈, （2）单调性 1212,,x x I x x ?∈< 1212()()()()()()f x f x f x f x f x f x ≤???≥? ?单调递增单调递减；1212()()()()()()f x f x f x f x f x f x ??严格单增严格单减 （3）奇偶性 ()() ()()()()f x f x f x y f x f x f x -=???-=-??为偶函数，对称于轴为奇函数，对称于原点 注意：函数的奇偶性是相对于对称区间而言，若定义域关于原点不对称，则不是奇/偶函数。 （4）周期性 若()()f x T f x +=，0T >，则称为)(x f 的周期。 （5）有界性 若D x ∈?，M x f ≤)(，()0>M ，则称)(x f 在D 上有界。 常用有界函数：sin 1x ≤，cos 1x ≤，(,)-∞+∞； 第一章 函数、极限、连续 教学要求 1.了解分段函数、复合函数、初等函数等概念。 2.理解数列极限、函数极限的定义。 3.掌握极限的四则运算法则。 4.了解无穷大、无穷小及其比较的概念，了解函数及其极限与无穷小的关系。理解无穷小的性质。 5.了解夹逼准则和单调有界数列极限存在准则。熟练掌握两个重要极限求极限。 6.理解函数连续与间断概念，会判断间断点类型，了解初等函数连续性及闭区间上连续函数性质。 教学重点 函数的概念、复合函数的概念，基本初等函数的图形和性质；极限概念，极限四则运算法则；函数的连续性。 教学难点 函数与复合函数的概念；极限定义，两个重要极限；连续与间断的判断。 教学内容 第一节 函数 一、函数的定义与性质 1.集合； 2.邻域； 3.常量与变量； 4.函数的定义； 5.函数的特性。 二、初等函数 1.反函数； 2.复合函数； 3.初等函数。 三、分段函数 一、 函数的定义与性质 1集合定义 具有某种特定性质的事物的总体；组成这个集合的事物称为该集合的元素，元素a 属于集 合A ，记作a A ∈, 元素a 不属于集合A, ,a A ? 2集合的表示法： 列举法 12{,, ,}n A a a a = 描述法 {}M x x =所具有的特征 3集合间的关系: 若,x A ∈则必,x B ∈就说A 是B 的子集,记做A B ?；若A B ?且A B,≠ A B 则称是的真子集；若A B ?且B A ?，则A B =。 4常见的数集 N----自然数集；Z----整数集；Q----有理数集；R----实数集 它们间关系: ,,.N Z Z Q Q R ??? 5例 {1,2}A =，2{320}C x x x =-+=，则A C = 不含任何元素的集合称为空集, 记作? 例如, 2 {,10}x x R x ∈+==? 规定 空集为任何集合的子集. 6运算 设A 、B 是两集合, 则 1) 并 A ?B ? {x ∣x ∈A 或x ∈B}; 2) 交 A ?B ?{x ∣x ∈A 且x ∈B} 3) 差“A \B” ?{x ∣x ∈A 且x ?B} 4) 补（余）?S/A ,其中S 为全集 5) 其运算律 (1) A ?B= B ?A , A ?B =B ?A (2)（A ?B )?C =A ?(B ?C) , (A ?B)= A ?(B ?C) (3)（A ?B ) ? C =(A ? C )?(B ? C) （A ? B ) ? C =(A ? C ) ? (B ? C) (4) (),()c C C c c c A B A B A B A B ?=??=? 注意A 与B 的直积A ?B ?{(x,y)∣x ∈A 且y ∈B} 例如：R ?R={(x,y)∣x ∈R 且y ∈R} 表示xoy 面上全体点的集合, R R ?常记为2 R 7邻域: 设a 与δ是两个实数且0δ>，称集合{}x a x a δδ-<<+为点a 的δ邻域。点a 叫做这邻域的中心，δ叫做这邻域的半径。记作(){}U a x a x a δδδ=-<<+ 点a 的去心δ邻域记做0 ()U a δ ，0(){0}U a x x a δδ=<-<。 注意：邻域总是开集。 8常量与变量: 在某个过程中变化着的量称为变量，保持不变状态的量称为常量, 注意：常量与变量是相对于“自变量变化过程”而言的. x δ δ 第一章函数与极限阶段测验卷 学号 班级 成绩 考试说明：1、请将客观题答案全部填涂在答题卡上，写在试卷上一律无效。 2、请在答题卡上填涂好、班级、课程、考试日期、试卷类型和考号。试卷类型 划A;考号为学号的后九个数，请填涂在“考号”的九个空格并划线。 3、答题卡填涂不符合规者，一切后果自负。 一．是非判断题(本大题共10题，每题2分，共20分) 1. x y 2cos 1-=与x y sin =是相同的函数. ( ) A 、正确 B 、错误 2. 函数ln(1)y x x =-+在区间(,1)-∞-单调递增.（ ） A 、正确 B 、错误 3. 函数x y e =在(0,)+∞有界. ( ) A. 正确 B. 错误 4. 设()f x 在[,](0)a a a ->上有定义，则函数1 ()[()()]2 g x f x f x =--是奇函数.（ ） A. 正确 B. 错误 5. 函数2sin y x =是当0x →时的无穷小.（ ） A. 正确 B. 错误 6.函数y = 是初等函数.（ ） A 、正确 B 、错误 7. 当x →∞时，函数22135x y x +=+趋向于1 3 .（ ） A 、正确 B 、错误 8. 当0x →时，函数2 12 y x = 与1cos y x =-是等价无穷小.（ ） A 、正确 B 、错误 9. 211lim cos 2 x x x →∞=-（ ） A 、正确 B 、错误 10. 函数1 (12),0;, 0x x x y e x ?? +≠=??=? 在0x =处连续. ( ) A 、正确 B 、错误 二．单项选择题(本大题共12个，每题3分，共36分) 11.函数)5)(2ln(+-=x x y 的定义域为( ). A. 25≤≤-x ; B. 2>x ; C. 2>x 或5- 第一章：函数、极限与连续 教学目的与要求 1.解函数的概念，掌握函数的表示方法，并会建立简单应用问题中的函数关系式。 2.解函数的奇偶性、单调性、周期性和有界性。 3.理解复合函数及分段函数的概念，了解反函数及隐函数的概念。 4.掌握基本初等函数的性质及其图形。 5.理解极限的概念，理解函数左极限与右极限的概念，以及极限存在与左、右极限之间的关系。 6.掌握极限的性质及四则运算法则。 7.了解极限存在的两个准则，并会利用它们求极限，掌握利用两个重要极限求极限的方法。 8.理解无穷小、无穷大的概念，掌握无穷小的比较方法，会用等价无穷小求极限。 9.理解函数连续性的概念（含左连续与右连续），会判别函数间断点的类型。 10.了解连续函数的性质和初等函数的连续性，了解闭区间上连续函数的性质（有界性、最大值和最小值定理、介值定理），并会应用这些性质。 所需学时：18学时（包括：6学时讲授与2学时习题） 第一节：集合与函数 一般地我们把研究对象统称为元素，把一些元素组成的总体叫集合（简称集）。集合具有确定性（给定集合的元素必须是确定的）和互异性（给定集合中的元素是互不相同的）。比如“身材较高的人”不能构成集合，因为它的元素不是确定的。 我们通常用大字拉丁字母A、B、C、……表示集合，用小写拉丁字母a、b、c……表示集合中的元素。如果a是集合A 中的元素，就说a属于A，记作：a∈A，否则就说a不属于A，记作：a?A。 ⑴、全体非负整数组成的集合叫做非负整数集（或自然数集）。记作N ⑵、所有正整数组成的集合叫做正整数集。记作N+或N+。 ⑶、全体整数组成的集合叫做整数集。记作Z。 ⑷、全体有理数组成的集合叫做有理数集。记作Q。 ⑸、全体实数组成的集合叫做实数集。记作R。 集合的表示方法 ⑴、列举法：把集合的元素一一列举出来，并用“｛｝”括起来表示集合 ⑵、描述法：用集合所有元素的共同特征来表示集合。 集合间的基本关系 ⑴、子集：一般地，对于两个集合A、B，如果集合A中的任意一个元素都是集合B的元素，我们就说A、B有包含关系，称集合A为集合B的子集，记作A?B（或B?A）。。 ⑵相等：如何集合A是集合B的子集，且集合B是集合A的子集，此时集合A中的元素与集合B中的元素完全一样，因此集合A与集合B相等，记作A＝B。 ⑶、真子集：如何集合A是集合B的子集，但存在一个元素属于B但不属于A，我们称集合A是集合B的真子集。 ⑷、空集：我们把不含任何元素的集合叫做空集。记作?，并规定，空集是任何集合的子集。 ⑸、由上述集合之间的基本关系，可以得到下面的结论： ①、任何一个集合是它本身的子集。即A?A ②、对于集合A、B、C，如果A是B的子集，B是C的子集，则A是C的子集。 ③、我们可以把相等的集合叫做“等集”，这样的话子集包括“真子集”和“等集”。 集合的基本运算 ⑴、并集：一般地，由所有属于集合A或属于集合B的元素组成的集合称为A与B的并集。记作A∪B。（在求并集时，它们的公共元素在并集中只能出现一次。） 即A∪B＝｛x|x∈A，或x∈B｝。 ⑵、交集：一般地，由所有属于集合A且属于集合B的元素组成的集合称为A与B的交集。记作A∩B。 即A∩B＝｛x|x∈A，且x∈B｝。 ⑶、补集： 高等数学上册复习要点及解题技巧 第一章：1、极限（夹逼准则） 2、连续（学会用定义证明一个函数连续，判断间断点类型） 第二章：1、导数（学会用定义证明一个函数是否可导）注：连续不一定可导，可导一定连续 2、求导法则（背） 3、求导公式也可以是微分公式 第三章：1、微分中值定理（一定要熟悉并灵活运用--第一节） 2、洛必达法则 3、泰勒公式拉格朗日中值定理 4、曲线凹凸性、极值（高中学过，不需要过多复习） 5、曲率公式曲率半径 第四章、第五章：积分 不定积分：1、两类换元法 2、分部积分法（注意加C ） 定积分： 1、定义 2、反常积分 第六章：定积分的应用 主要有几类：极坐标、求做功、求面积、求体积、求弧长 第七章：向量问题不会有很难 1、方向余弦 2、向量积 3、空间直线（两直线的夹角、线面夹角、求直线方程） 3、空间平面 4、空间旋转面（柱面） 高数解题技巧 高数解题的四种思维定势 ●第一句话：在题设条件中给出一个函数f(x)二阶和二阶以上可导，“不管三七二十一”，把f(x)在指定点展成泰勒公式再说。 ●第二句话：在题设条件或欲证结论中有定积分表达式时，则“不管三七二十一”先用积分中值定理对该积分式处理一下再说。 ●第三句话：在题设条件中函数f(x)在[a,b]上连续，在(a,b)内可导，且f(a)=0或f(b)=0或f(a)＝f(b)=0，则“不管三七二十一”先用拉格朗日中值定理处理一下再说。 ●第四句话：对定限或变限积分，若被积函数或其主要部分为复合函数，则“不管三七二十一”先做变量替换使之成为简单形式f(u)再说。 线性代数解题的八种思维定势 ●第一句话：题设条件与代数余子式Aij或A*有关，则立即联想到用行列式按行(列)展开定理以及AA*=A*A=|A|E。 ●第二句话：若涉及到A、B是否可交换，即AB＝BA，则立即联想到用逆矩阵的定义去分析。 ●第三句话：若题设n阶方阵A满足f(A)=0，要证aA+bE可逆，则先分解因子aA+bE再说。 ●第四句话：若要证明一组向量α1,α2,…,αS线性无关，先考虑用定义再说。 ●第五句话：若已知AB＝0，则将B的每列作为Ax=0的解来处理 ●第六句话：若由题设条件要求确定参数的取值，联想到是否有某行列式为零再说。 ●第七句话：若已知A的特征向量ξ0，则先用定义Aξ0＝λ0ξ0处理一下再说。 ●第八句话：若要证明抽象n阶实对称矩阵A为正定矩阵，则用定义处理一下再说。 概率解题的九种思维定势 ●第一句话：如果要求的是若干事件中“至少”有一个发生的概率，则马上联想到概率加法公式；当事件组相互独立时，用对立事件的概率公式 ●第二句话：若给出的试验可分解成（0－1）的n重独立重复试验，则马上联想到Bernoulli试验，及其概率计算公式 ●第三句话：若某事件是伴随着一个完备事件组的发生而发生，则马上联想到该事件的发 生概率是用全概率公式计算。关键：寻找完备事件组 ●第四句话：若题设中给出随机变量X ~ N 则马上联想到标准化 ~ N(0,1)来处理有关问题。 ●第五句话：求二维随机变量（X，Y）的边缘分布密度的问题，应该马上联想到先画出使 联合分布密度的区域，然后定出X的变化区间，再在该区间内画一条//y轴的直线，先与区域边界相交的为y的下限，后者为上限，而的求法类似。 ●第六句话：欲求二维随机变量（X，Y）满足条件Y≥g(X)或(Y≤g(X))的概率，应该马上联 想到二重积分的计算，其积分域D是由联合密度的平面区域及满足Y≥g(X)或(Y≤g(X))的 区域的公共部分。 ●第七句话：涉及n次试验某事件发生的次数X的数字特征的问题，马上要联想到对X作 （0－1）分解。即令 第一章函数 函数是积分的主要研究对象，后边关于微积分性质的研究都是对函数性质的研究。本章首先引入集合，然后研究两个实数集合之间的一种对应关系——函数关系，并介绍函数的基本性质和常见的初等函数。 §1.1 集合 一、概念 集合是具有某种属性的事物的全体，或者说是一些确定对象的汇总。构成集合的事物或对象，称为集合的元素。 举例： 有限集合：由有限个元素构成的集合。 无限集合：由无限个元素构成的集合。 集合通常用大写字母A、B、C、X、Y等表示。元素由小写字母a、b、c、x、y等表示。如果a是集合A的元素，记作a∈A；否则记作a?A。 二、表示方法 1、列举法：按任意顺序列出集合的所有元素，并用花括号“｛ ｝”括起来。如：A =｛a，b，c，d｝ 即列出集合中所有元素，不计较顺序，但不能遗漏和重复。 2、描述法：设P(a)为某个与a有关的条件或法则，A为满足P(a)的一切a 构成的集合，记为A =｛a∣P(a)｝。如：A =｛x∣x2－5x＋6＝0｝ 即把集合中元素所具有的某个共同属性描述出来，用｛a∣a具有的共同属性｝。 3、文氏图：可以表示集合以及集合间的关系。 三、全集与空集 由所研究的所有事物构成的集合称为全集，记为U。全集是相对的。 不包含任何元素的集合称为空集，记为Φ。 四、子集 1、定义：如果集合A的每一个元素都是集合B的元素，即“如果a∈A，则 a∈B”，则称A为B的子集。记为A?B或B?A。 如果A?B成立，且B中确有元素不属于A，则称A为B的真子集。记作A?B或B?A。 2、定义：设有集合A和B，如果A?B且B?A，则称A与B相等。 结论：（1）A?A，即“集合A是其自己的子集”； （2）Φ?A，即“空集是任意集合的子集”； （3）若A?B，B?C，则A?C，即“集合的包含关系具有传递性”。 五、集合的运算 1、定义：设有集合A和B，由A和B的所有元素构成的集合，称为A和B 的并，记为A∪B。即A∪B =｛x∣x∈A或x∈B｝。 性质：（1）A?A∪B，B?A∪B； （2）A∪Φ = A，A∪U = U，A∪A = A。 2、定义：设有集合A和B，由A和B的所有公共元素构成的集合，称为A 与B的交，记为A∩B。即A∩B =｛x∣x∈A且x∈B｝。 性质：（1）A∩B?A，A∩B?B； （2）A∩Φ =Φ，A∩U = A，A∩A = A。 3、定义：设有集合A和B，属于A而不属于B的所有元素构成的集合，称为A与B的差，记为A－B。即A－B =｛x∣x∈A且x ? B｝。 4、定义：全集中所有不属于A的元素构成的集合，称为A的补集，记为A。即A=｛x∣x∈U且x ? A｝。 性质：A∪A =U，A∩A=Φ。 习题7、8： 理科一类《高等数学》（上）习题参考答案 第一章 函数与极限 习题一 一、1.．224>-<<-x x 或；2．[]a a -1,； 3．1525++?x x ； 4．奇函数； 5．0，1，1，0； 6．4231,,,--e e e e ． 二(略) 三、1．1； 2．0； 3．2 1 ； 4．4． 四、1,1,1,-不存在． 五、1,1-==b a 六、都不存在． 七、;3 2 . 4; 2 21. 3; 1. 2; 0.1 5．-2； 1.8; 3.7;. 6e ． 八、2.6, 0.5, 2.4,3 2. 3,2 1. 2,2.1-. 九(略) 习题二 一、()()[] 1,0. 5,1,1.4, ,22,1. 3,2.2,.1-+∞?e 第一 二、4 1= a ． 三、361.ln 2, 2., 3.1, 4., 5.1, 6.1e e . 四、1．为可去间断点1=x ，为无穷间断点2=x ；2．为跳跃间断点1=x ． 五、()()+∞?∞-,00,. 六、左不连续；右连续. 七、八、 (略) 九、为跳跃间断点0=x ；为无穷间断点1=x . 第一章 测验题 一、1., 2., 3., 4., 5.D A C A B . 二、[]2.5, 22.4, 2,0.3, 2.2, 2.12+-x x . 三、112 2 1 1., 2.1, 3., 4.3, 6.6 e e - . 四、x x x x p ++=232)(. 五、1 1,2,12 x x x x =-===处连续为无穷间断点，为可去间断点． 六、.3,2 1 ==b a 七、(略) . 八、lim n n x a →∞ = 第二章 导数与微分 习题一 一、)0(.2,)(,)(2,)(.1000f x f x f x f ''''；)(),(1 .300000 0x x x y y x x x y y --=--= - 二、,0 ()2,0,0x e x f x x x x ?>? '=>. 习题二 一、1．3622ln 2-++x x x ； 2．1； 3． 2 ln 1x x -； )2 (4 2 ,)2 (42. 42 2 π ππ π ππ- = - - - =- x y x y ；)(4)(2.5222x f x x f ''+'． 二、2 )1() sin 3(cos sin cos 2.1x x e x x e x x +-+-； x x x x x x x x c o s s i n l n c o s 2s i n .2+-+； 211 arcsin 2.3x x -?；12ln (ln )4.n x n x x --；a a x x x ax a a a 21 211sec ln .5+?+-； 21sec 222116.3ln3ln ;8.sec tan x x y y y e x x x -?'''===?? 三、()[]{}()[]()x f x f f x f f f '?'?'. 1, )()(2.22 2 x x x x x e f e e e f xe '+ 第一章 函数，极限与连续 第一节 函数 一、集合与区间 1.集合 一般地说，所谓集合（或简称集）是指具有特定性质的一些事物的总体，组成这个集合的事物称为该集合的元素。 由有限个元素组成的集合称为有限集。 由无穷多个元素组成的集合称为无限集。 不含任何元素的集合称为空集。 数集合也可以称为（数轴上的）点集。区间是用得较多的一类数集。 设a,b 为实数，且a0。开区间),(δδδ+-a a 称为点a 的δ邻域，记作),(δa U ，即}|{),(δδδ+<<-=a x a x a U 。其中a 叫作这个邻域的中心，δ称为这个邻域的半径。 在点a 的领域中去掉中心后，称为点a 的去心邻域，记作),(),(}||0|{),(),,(0 0δδδδδ+?-=<-<=a a a a a x x a U a U 即 二、函数概念 定义：设x 和y 是两个变量，若对于x 的每一个可能的取值，按照某个法则f 都有一个确定的y 的值与之对应，我们称变量y 是变量x 的函数，记为y =)(x f .这里称x 为自变量，y 为因变量。自变量x 的所以可能取值的集合称为定义域，记为D(f)；因变量y 的相 第一篇 函数、极限与连续 第一章 函数、极限与连续 高等数学的主要内容是微积分，微积分是以变量为研究对象，以极限方法为基本研究手段的数学学科.本章首先复习函数相关内容，继而介绍极限的概念、性质、运算等知识，最后通过函数的极限引入函数的连续性概念，这些内容是学习高等数学课程极其重要的基础知识. 第1节 集合与函数 1.1 集合 1.1.1 集合 讨论函数离不开集合的概念.一般地，我们把具有某种特定性质的事物或对象的总体称为集合，组成集合的事物或对象称为该集合的元素. 通常用大写字母A 、B 、C 、 表示集合，用小写字母a 、b 、c 、 表示集合的元素. 如果a 是集合A 的元素，则表示为A a ∈，读作“a 属于A ”；如果a 不是集合A 的元素，则表示为A a ?，读作“a 不属于A ”. 一个集合，如果它含有有限个元素，则称为有限集；如果它含有无限个元素，则称为无限集；如果它不含任何元素，则称为空集，记作Φ. 集合的表示方法通常有两种：一种是列举法，即把集合的元素一一列举出来，并用“｛｝”括起来表示集合.例如，有1,2,3,4,5组成的集合A ，可表示成 A ={1,2,3,4,5}； 第二种是描述法，即设集合M 所有元素x 的共同特征为P ，则集合M 可表示为 {}P x x M 具有性质|=. 例如，集合A 是不等式022<--x x 的解集，就可以表示为 {} 02|2<--=x x x A . 由实数组成的集合，称为数集，初等数学中常见的数集有： （1）全体非负整数组成的集合称为非负整数集（或自然数集），记作N ，即 {} ,,,3,2,1,0n N =； （2）所有正整数组成的集合称为正整数集，记作+ N ，即 {} ,,,3,2,1n N =+； （3）全体整数组成的集合称为整数集，记作Z ，即 {} ,,,3,2,1,0,1,2,3,,,n n Z ----=； 第一章随机事件和概率 1某城市有三种报纸A,B,C.该城市中有60%家庭订阅A报，40%的家庭订阅B报，30% 家庭订阅C报，又知有20%的家庭同时订阅A报和B报，有10%的家庭同时订阅A报和C报，有20%的家庭同时订阅B报和C报，有5%的家庭三份报都订阅，试求该城市中有多少家庭一份报也没订。 2从0，1，2，…，9等十个数字中任选出三个不同的数字，试求下列事件的概率。①{三个数字中不含0和5}；②{三个数字中含0但不含5}；③{三个数字中不含0或5}。 3一口袋中共有5个红球2个白球，从中有放回地取2次，一次取一个球，求： ⑴第一次取得红球，第二次取得白球的概率；⑵红白球各一个的概率； ⑶第二次取得红球的概率。 在无放回的取球方式下，上述各事件的概率各是多少？ 、 概率论与数理统计作业集 2 4 在线段AD 上任取两个点B 、C ，在B 、C 处折断而得三个线段，求这三个线段能构 三角形的概率。 5 已知P （A ）=P （B ）=P （C ）=1/4，P （AB ）=0，P （AC ）=P （BC ）=1/16，求事件A ，B ，C 全不发生的概率。 6 设A ，B 是两事件，且7.0)(,6.0)(==B P A P ,问： (1) 在什么条件下)(AB P 取得最大值，并求此最大值； （2）在什么条件下)(AB P 取得最小值，并求此最小值。 ),(B A P ? 8 已知41)(= A P ，31)(=A B P ，21)(=B A P ，求)(B A P ? 9． 已知3.0)(=A P ，4.0)(=B P ，5.0)(=B A P 求)(B A B P ? 教学内§1.1 函数 教学目的】 理解并掌握函数的概念与性质 教学重点】 函数的概念与性质 教学难点】 函数概念的理解 教学时数】 4 学时 一、组织教学，引入新课 极限是微积分学中最基本、最重要的概念之一，极限的思想与理论，是整个高等数 学的基础，连续、微分、积分等重要概念都归结于极限 . 因此掌握极限的思想与方法是 学好高等数学的前提条件 . 本章将在初等数学的基础上，介绍极限与连续的概念 、讲授新课 （一）、实数概述 1、实数与数轴 1）实数系表 2）实数与数轴关系 x,x 0 1）绝对值的定义： x x,x 0 x,x 0 2）绝对值的几何意义 3）绝对值的性质 练习：解下列绝对值不等式：① x 5 3 ，② x 1 2 3、区间 （1）区间的定义：区间是实数集的子集 （2）区间的分类：有限区间、无限区间 ① 有限区间：长度有限的区间 设 a 与 b 均为实数，且 a b ，则 （3）实数的性质： 封闭性 有序性 稠密性 连续性 数集｛ x a x b ｝为以 a 、 b 为端点的半开半闭区间，记作 [a ，b ) 数集｛ x a x b ｝为以a 、 b 为端点的半开半闭区间，记作( a ，b ] 区间长度： b a ② 无限区间 数集｛ xa x ｝记作[a ， )， 数集｛xa x ｝记作( a ， ) 数集｛ x x a ｝记作( ，a]， 数集｛ x x a ｝记作( ，a ) 实数集 R 记作( ， ) 3)邻域 ① 邻域：设 a 与 均为实数，且 0 ，则开区间( a ， a )为点 a 的 邻域 记作U(a, ) ，其中点 a 为邻域的中心， 为邻域的半径 ② 去心邻域：在的 邻域中去掉点 a 后，称为点 a 的去心邻域，记作 U (a, ) (二) 、函数的概念 1、函数的定义 ： 设有一非空实数集 D ，如果存在一个对应法则 f ，使得对于每一个 x D ，都有一个 惟一的实数 y 与之对应，则称对应法则 f 是定义在 D 上的一个函数. 记作 y f(x)， 其中 x 为自变量， y 为因变量，习惯上 y 称是的函数。 定义域： 使函数 y f ( x )有意义的自变量的全体，即自变量 x 的取值范围 D 函数值：当自变量 x 取定义域 D 内的某一定值 x 0时，按对应法则 f 所得的对应 值 y 0 称 为函数 y f(x)在 x x 0时的函数值，记作 y 0 f(x 0)。 值 域：当自变量 x 取遍 D 中的一切数时，所对应的函数值 y 构成的集合，记 数集｛ x a x b ｝为以 a 、 b 为端点的闭区间，记作 [a ，b ] 数集｛ x a x b ｝为以 a 、 b 为端点的开区间，记作 ( a ，b ) 理科A 班第一章综合测试题 一、填空题 1 、函数1()arccos(1) f x x =-的定义域为 . 2、设()2ln f x x =,[()]ln(1ln )f g x x =-, 则()g x = . 3、已知1tan ,0,()ln(1) , 0ax x e e x f x x a x +?+-≠?=+??=? 在0x =连续，则a = . 4、若lim 25n n n c n c →∞+??= ?-?? ，则c = . 5 、函数y =的连续区间为 . 二、选择题 1、 设()f x 是奇函数，()g x 是偶函数， 则（ ）为奇函数. （A ）[()]g g x （B ）[()]g f x （C ）[()]f f x （D ）[()]f g x 2、 设)(x f 在(,)-∞+∞内单调有界， {}n x 为数列，则下列命题正确的是（ ）. （A ）若{}n x 收敛，则{()}n f x 收敛 （B ）若{}n x 单调，则{()}n f x 收敛 （C ）若{()}n f x 收敛，则{}n x 收敛 （D ）若{()}n f x 单调，则{}n x 收敛 3、 设21(2)cos ,2,()4 0, 2, x x f x x x ?+≠±?=-??=±? 则()f x （ ）. （A ）在点2x =，2x =-都连续 （B ）在点2x =，2x =-都间断 （C ）在点2x =连续，在点2x =-间断 （D ）在点2x =间断，在点2x =-连续 4、 设lim 0n n n x y →∞ =，则下列断言正确的是（ ）. （A ）若{}n x 发散，则{}n y 必发散 （B ）若{}n x 无界，则{}n y 必有界 （C ）若{}n x 有界，则{}n y 必为无穷小 （D ）若1n x ?????? 收敛 ，则{}n y 必为无穷 第49页 习题1-5 1 计算下列极限 （1）225 lim 3 x x x →+- 将2x =代入到25 3x x +-中，由于解析式有意义，因此 222525 lim 9323x x x →++==--- （2 ）2231 x x x -+ 将x =223 1 x x -+中，解析式有意义，因此 ()22 2 233 01 1 x x x --= =++ （3）22121 lim 1 x x x x →-+- 将1x =代入到解析式中，分子为0，分母为0，因此该极限为 型，因式分解，可得 ()()()()()2 221111121 0lim lim lim 011112 x x x x x x x x x x x →→→---+====-+-+ （4）322042lim 32x x x x x x →-++ 将0x =代入到解析式中，分子为0，分母为0. 因此该极限为 型，因式分解，可得 ()()()() 22322000421421421lim lim lim 3232322x x x x x x x x x x x x x x x x →→→-+-+-+===+++ （5）()2 2 lim h x h x h →+- 将0h =代入到解析式中，分子为0，分母为0. 因此该极限为 型，因式分解，可得 ()()()2 2 2lim lim lim 22h h h x h x x h h x h x h h →→→+-+==+= （6）211lim 2x x x →∞ ??- + ??? 由于lim 22x →∞ =，1lim 0x x →∞??- = ???，22lim 0x x →∞?? = ??? 因此由极限四则运算法则可知 221112lim 2lim 2lim lim 2002x x x x x x x x →∞ →∞→∞→∞?????? - +=+-+=++= ? ? ??????? （7）221 lim 21 x x x x →∞--- 当x →∞时，分子→∞，分母→∞，因此该极限为∞ ∞ 型，分子分母同时除以x 的最高次项，也就是2 x ，再利用极限四则运算法则，可知： 2 2 2 2221 1 1lim1lim 1101lim lim 1111 212002 2lim 2lim lim x x x x x x x x x x x x x x x x →∞→∞→∞→∞→∞→∞→∞- ---====-------- （8）242lim 31 x x x x x →∞+-+ 当x →∞时，分子→∞，分母→∞，因此该极限为∞ ∞ 型，分子分母同时除以x 的最高次项，也就是4 x ，再利用极限四则运算法则，可知： 2 2323422424 1111lim lim 00lim lim 0113131100 13lim1lim lim x x x x x x x x x x x x x x x x x x x →∞→∞→∞→∞→∞→∞→∞++++====-+-+-+-+ （9）22468 lim 54 x x x x x →-+-+ 4x =代入到解析式中，分子为0，分母为0. 因此该极限为 型，因式分解，可得 ()()()()2244424682422 lim lim lim 54141413 x x x x x x x x x x x x x →→→---+--====-+---- （10）211lim 12x x x →∞ ???? + - ??????? 高等数学（上）第一章练习题 一．填空题 1． 12sin lim sin _________.x x x x x →∞??+= ??? 2． lim 9x x x a x a →∞+??= ?-?? ， 则__________.a = 3． 若21lim 51x x ax b x →++=-，则___________,___________.a b == 4． 02lim __________.2x x x e e x -→+-= 5． 1(12)0()ln(1)0 x x x f x x k x ?-<=?++≥?在0x =连续，则k = 6． 已知当0x →时，()1 2311ax +-与cos 1x -是等价无穷小，则常数________.a = 7． 设21()cos 1 x k x f x x x π?+≥=??? 在0x =处间断,则常数a 和b 应满足关系____________. 9．()1lim 123n n n n →∞++= 10 ．lim x →+∞?=? 11 ．lim x ax b →+∞?-=? 0 ，则a = b = 12．已知111()23x x e f x e +=+ ，则0x =是第 类间断点 二．单项选择题 13． 当0x →时, 变量211sin x x 是____________. A. 无穷小量 B. 无穷大量 C. 有界变量但不是无穷小, D. 无界变量但不是无穷大. 14．. 如果0 lim ()x x f x →存在，则0()f x ____________. A. 不一定存在, B. 无定义, C. 有定义, D. 0=. 15． 如果0lim ()x x f x -→和0 lim ()x x f x +→存在, 则_____________. 第一章 函数与极限 第一节 函数 一、集合 定义：以点a 为中心的任何开区间称为点a 的邻域，记作()U a . 设δ是任一正数，则开区间(),a a δδ-+就是点a 的一个邻域，这个邻域称为点a 的δ邻域，记作(),U a δ，即()(){}{},,||U a a a x a x a x x a δδδδδδ=-+=-<<+=-<，点a 称为这邻域的中心，δ称为这邻域的半径. 点a 的δ邻域去掉中心a 后，称为点a 的去心δ邻域，记作(),U a δ。 ，即 (),U a δ。 ()(){},,|a a a a x a x a a x a δδδδ=-?+=-<<<<+或{}|0x x a δ=<-< 把开区间(),a a δ-称为a 的左δ邻域，把(),a a δ+称为a 的右δ邻域. 二、函数 1．函数的定义 定义：对于任意x D R ∈?，按照对应法则f ，总存在确定的实数y 与之对应，则称y 是 x 的函数，记()y f x =．自变量x 取值的全体称为f 的定义域．对于用抽象的数学式表示的函数， 由于没有实际意义，通常约定这种函数的定义域是使得算式有意义的一切实数组成的集合，这种定义域称为函数的自然定义域． 例：设x 为任一实数，不超过x 的最大整数称为x 的整数部分，记作[]x ，例如507?? =???? ， 1=，[]11-=-，[]3.54-=-，把x 看作变量，则函数[]y x =称为取整函数．显然[]x x ≥， 定义域为R ，值域为Z ．注：若整数[]n x >，则n x >． 指数函数：x y a =（0a >且1a ≠） 幂函数：y x μ=（R μ∈是常数） 对数函数：log a y x =（0a >且1a ≠），特别地，当e a =时，记为ln y x = 三角函数：sin y x =，cos y x =，tan y x =，1cot tan y x x ==，1sec cos y x x ==， 1 csc sin y x x == 反三角函数：arcsin y x =，arccos y x =，arctan y x =，arccot y x = arcsin y x =：定义域[1,1]-，值域[,]22 ππ - arccos y x =：定义域[1,1]-，值域[0,]π 高等数学精品课教案 摘要：一个量无论多么小,都不能是无穷小,零唯一例外.当...的导数的相关公式和运算法...设均可导,则(1);(2)(为常数);(3)30.复合函数的求导法则设,均可导,则复合... 关键词：论,算法,导 类别：专题技术 来源：牛档搜索（https://www.doczj.com/doc/118743638.html,） 本文系牛档搜索（https://www.doczj.com/doc/118743638.html,）根据用户的指令自动搜索的结果，文中内涉及到的资料均来自互联网，用于学习交流经验，作品其著作权归原作者所有。不代表牛档搜索（https://www.doczj.com/doc/118743638.html,）赞成本文的内容或立场，牛档搜索（https://www.doczj.com/doc/118743638.html,）不对其付相应的法律责任！ 《高等数学》精品课教案 课 题：§1.1函数及其性质 教学目的：1.理解函数、分段函数的概念，会求函数的定义域、表达式及函数值 2.了解函数的有界性、单调性、奇偶性、周期性及反函数的定义 教学重点：初等函数的概念、图形及性质 教学难点：分段函数的概念 课 型： 讲授课 课 时：2课时 教学过程 一、导入新课 在自然界中，某一现象中的各种变量之间，通常并不都是独立变化的，它们之间存在着依赖关系，我们观察下面几个例子： 例如：某种商品的销售单价为p 元，则其销售额L 与销售量x 之间存在这样的依赖关系：L =px 又例如：圆的面积S 和半径r 之间存在这样的依赖关系：2 r S π= 不考虑上面两个例子中量的实际意义，它们都给出了两个变量之间的相互依赖关系，这种关系是一种对应法则，根据这一法则，当其中一个变量在其变化范围内任意取定一个数值时，另一个变量就有确定的值与之对应。两个变量间的这种对应关系就是函数概念的实质。 二、讲授新课 （一）函数的定义 定义 设有两个变量x ，y 。对任意的x ∈D ，存在一定规律f ，使得y 有唯一确定的值与之对应，则y 叫x 的函数。记作y=f(x)，x ∈D 。其中x 叫自变量，y 叫因变量。 定义10 （集合的观点）A ，B 为两个数集，对任意的x ∈D ，存在f ，在B 中有唯一确定的值与之对应。记作：f ：A →B 函数两要素：对应法则、定义域（有的可直接看出，有的需计算），而函数的值域一般称为派生要素。 例1 f(x)=2x 2 +3x-1就是一个特定的函数，f 确定的对应法则为： f( )=2( )2 +3( )-1 例10：设f(x+1)=2x 2 +3x-1，求f(x). 解：设x+1=t 得x=t-1，则 f(t)=2(t-1)2+3(t-1)-1=2t 2 -t-2 ∴f(x)=2x 2 – x – 2 其对应法则：f( )=2( )2 - ( ) -2 定义域：使函数有意义的自变量的集合。因此，求函数定义域需注意以下几点： ①分母不等于0 ②偶次根式被开方数大于或等于0 ③对数的真数大于0 ④y=x 0 (x ≠0 ) ⑤y=tanx(x ≠Z k k ∈+ ,2 π π)等. 例2 求函数y=6—2x －x +arcsin 7 1 2x －的定义域. 解：要使函数有定义，即有：大学高等数学第一章函数(习题精讲)
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