函数可积与存在原函数的关系

函数可积与存在原函数的关系

本文在区间[a,b]上讨论函数存在定积分与存在原函数的关系。得出的结果是两者之间没有必然联系，存在定积分不一定存在原函数，存在原函数也不一定存在定积分。本文主要给出两个反例。

一、 存在定积分但不存在原函数的例子

定义函数如下：

?

??=?∈=2/1,1]1,2/1()2/1,0[,0)(x x x f 该函数显然有界，x =1/2为其唯一的间断点（而且是第一类的），因而可积，0d )(1

0=?x x f 。但因为其有第一类间断点，所以不存在原函数（这个结论是利用

导函数连续性定理得出来的，关于这个定理见本文附录）。

可能有人会想到积分上限函数，它的积分上限函数不是原函数吗？我们看看它的积分上限函数，容易求得

0d )()(0≡=?x

t t f x F 显然它的导数并不是f (x )，而是f (x )在x =1/2处作连续开拓后的函数。关于积分上限函数和原函数之间的关系问题，在学了实变函数这门课后将会变得很简单，这里不再深入讨论。

二、 存在原函数但不存在定积分的例子。

定义函数如下：

?????=≤<-=0

,010,1cos 21sin 2)(22x x x x x x x f 首先证明，这个函数存在原函数，我们指出，下面这个函数就是它的原函数：

?????=≤<=0

,010,1sin )(22x x x x x F 为此目的，只需证明)()('x f x F =对任何x ∈[0,1]成立，而0

++→→-==-，这表明)0('F 存在，并且)0()0('f F =，这就证

明了)(x F 是)(x f 在原函数，即)(x f 在原函数存在。

现在来考虑)(x f 的定积分是否存在，其实容易看出它在闭区间[0,1]无界，因为任意0>δ，函数)(x f 在区间(0,δ)无界，在这个区间上，21sin 2x

x 是无穷小量和有界量的乘积，是无穷小量，但21cos 2x

x -这一项却是在正无穷与负无穷之间反复振动的量，例如取πn x x n 21

==，则其值为πn 22

1-，但若取π)12(1

+==n y x n ，则其值为π)12(2

1+n ，只要n 充分大，便可使),0(,δ∈n n y x ，同时)(,)(n n y f x f 却可以大于任何预先给定的正数。这就是说，任意0>δ，函数)(x f 在区间(0,δ)无界，从而在闭区间[0,1]无界，而我们知道闭区间上的无界函数是不可积的，所以)(x f 的定积分不存在。

综合上面的结果，函数在闭区间上存在定积分与存在原函数没有必然联系。

下面是关于导函数连续性定理的资料：

导函数连续性定理：若函数)(x f 在0x 的邻域)(0x U 内连续，在0x 的

空心邻域)(00x U 内可导，并且导函数)('0x f 在0x 处存在极限a ，

a x f x x =→)('lim 00，那么函数)(x f 在0x 处存在导数，并且a x f =)('0。

证明：设0x x <，)(0x U x ∈，则)(x f 在闭区间],[0x x 上连续，开区间),(0x x 内可导，于是由拉格朗日中值定理得

)(')()(0

0ξf x x x f x f =--，其中),(0x x ∈ξ 在上式中令-→0x x （即x 从左侧趋向0x ，此时ξ也从左侧趋向0x ），得到

a f x x x f x f x x x x ==----→→)('lim )()(lim 000

0ξ，即a x f =-)('0

这表明)(x f 在0x x =处左导数存在，且等于a ，同理可证明右导数存在，也等于a ，从而)(x f 在0x x =处存在导数，且等于a 。

注：条件中)(x f 在0x 处的连续性不可缺，因为拉格朗日中值定理要求闭区间连续，那么在证明左导数存在的时候必须要求)(x f 在0x 处左连续，证明右导数存在的时候要求)(x f 在0x 处右连续，合起来就是)(x f 在0x 处连续。

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最新导函数图像与原函数图像关系(我)

导函数图像类型题 类型一：已知原函数图像，判断导函数图像。 1. （福建卷11）如果函数)(x f y =的图象如右图，那么导 函数 ()y f x '=的图象可能是 ( ) 2. 设函数f (x )在定义域内可导，y=f (x )的图象如下左图所示，则导函 数y=f (x )的 图象可能为( ) 3. 函数()y f x =的图像如下右图所示，则()y f x '=的图像可能是 （ ） 4. 若 函 数 2()f x x bx c =++的图象的顶点在第 四象限，则其导函数'()f x 的图象是（ ） 类型二：已知导函数图 像，判断原函数图像。 5. (2007年广东佛山)设)(x f '是函数)(x f 的导函数,)(x f y '=的图 象如右图所示，则)(x f y =的图象最有可能的是（ ） 知函数 象可能是 7. 函数)(x f 的定 义域 为开区间( ,3)2 - ，导函数) (x f '在 3 (,3)2 -内的图象如图所示，则函数)(x f 的单调增区间是_____________ 类型三：利用导数的几何意义判断图像。 8. （2009湖南卷文）若函数()y f x =的导函数在区间[,]a b 上是增函数，则函数()y f x =在区间[,]a b 上的 图象可能是 ( ) A ． B ． C ． D ．

9.若函数)(' x f y =在区间),(21x x 内是单调递减函数，则函数)(x f y =在区间),(21x x 内的图像可以是（ ） A B C D 10.（选做）已知函数y =f (x ),y =g (x )的导函数的图象如下图，那么y =f (x ),y =g (x )的图象可能是 （ ） 类型四：根据实际问题判断图像。 9. （2010年浙江省宁波市高三“十校”联考文科）如右图所示是某一容器的三视图，现向容器中匀速注水， 容器中水面的高度h 随时间t 变化的可能图象是（ ） 10.如图，直线l 和圆c ，当l 从0l 开始在平面上绕点o 按逆时针方向匀速转动（转动角度不超过? 90）时，它扫过的园内阴影部分的面积S 是时间t 的函数，这个函数的图 像大致是（ ） 11.如图, 水以常速(即单位时间内注入水的体积相同)注入下面四种底面积相同的容器中, 请分别找出与各容器对应的水的高度h 与时间t 的函数关系图 象. 10. 已知函数 )(x f y =的导函数)(x f y '=的图像如下， 则（ ） 函数)(x f 有1个极大值点，1个极小值点 函数 )(x f 有2个极大值点，2个极小值点 函数)(x f 有3个极大值点，1个极小值点 函数)(x f 有1个极大值点，3个极小值点 11. (2008珠海质检理)函数)(x f 的定义域为 ),(b a ， 其导函数),()(b a x f 在'内的图象如图所示，则函数)(x f 在区间),(b a 内极小值点的个 数 是（ ） (A).1 (B).2 (C).3 (D).4 12. 已知函数3 2 ()f x ax bx cx =++在点0x 处取得极大值5， 其 导函数'()y f x =的图象经过点(1,0)，(2,0)，如图所示.求： （Ⅰ）0x 的值； （Ⅱ）,,a b c 的值. 13. 函数()y f x =在定义域3 (,3)2 - 内可导， 其图象如图，记 ()y f x =的导函数为/()y f x =，则不等式 /()0 f x ≤的解集为_____________ 14. 如图为函数32()f x ax bx cx d =+++的图象， '()f x 为函 数()f x 的导函数，则不等式'()0x f x ?<的解集为_____ _ 15. 【湛江市·文】函数2 2 1ln )(x x x f - =的图象大致是 A ． B ． C ． D ． 16. 【珠海·文】如图是二次函数a bx x x f +-=2 )(的部分图象，则函数)(ln )(x f x x g '+=的零点所在的区 间是 （ ）

求函数极限的方法

一、求函数极限的方法 1、运用极限的定义 例: 用极限定义证明: 12 23lim 22=-+-→x x x x 证: 由 2 4 4122322-+-= --+-x x x x x x ()2 2 22 -=--= x x x 0>?ε 取εδ= 则当δ <-<20x 时,就有 ε<--+-12 2 32x x x 由函数极限δε -定义有: 12 23lim 22=-+-→x x x x 2、利用极限的四则运算性质 若 A x f x x =→)(lim 0 B x g x x =→)(lim 0 (I)[]=±→)()(lim 0 x g x f x x )(lim x f x x →±B A x g x x ±=→)(lim 0 (II) []B A x g x f x g x f x x x x x x ?=?=?→→→)(lim )(lim )()(lim 0 (III)若 B ≠0 则： B A x g x f x g x f x x x x x x ==→→→)(lim ) (lim )()(lim 0 00 （IV ）cA x f c x f c x x x x =?=?→→)(lim )(lim （c 为常数） 上述性质对于时也同样成立 -∞→+∞→∞→x x x ,,

例：求 4 5 3lim 22+++→x x x x 解: 4 53lim 22+++→x x x x = 25 4252322=++?+ 3、约去零因式（此法适用于型时0 ,0x x →） 例: 求12 16720 16lim 23232+++----→x x x x x x x 解:原式=() () ) 12102(65) 2062(103lim 2 23223 2 +++++--+---→x x x x x x x x x x x =) 65)(2() 103)(2(lim 222+++--+-→x x x x x x x =) 65() 103(lim 222++---→x x x x x =)3)(2()2)(5(lim 2+++--→x x x x x =2 lim -→x 73 5 -=+-x x 4、通分法（适用于∞-∞型） 例: 求 )21 44( lim 2 2 x x x ---→ 解: 原式=) 2()2() 2(4lim 2x x x x -?++-→ =) 2)(2() 2(lim 2x x x x -+-→ =4 1 21lim 2=+→x x 5、利用无穷小量性质法（特别是利用无穷小量与有界量之乘积仍为无穷小量的性质） 设函数f(x)、g(x) 满足：

函数可积、原函数存在、变上限函数的关系解读(绝对原创)

有关函数可积、连续、间断、可导等问题的探究 一、 基本概念： ① 原函数： ()()()()()()' f x F x F x f x F x f x 已知函数是一个定义在某区间的函数，如果存在函数，使得在该区间内的任一点都有=，则在该区间内就称函数为函数的原函数。 ② 函数可积： ()[]()[]()[])())[]()(),,,,,,b a f x a b f x a b f x i f a x dx ii a b a b a b b ?定积分注：“可积”的说法只是针对定积分而言，即闭区间改成开区间后对定积如果在上的存在，我们就说在上可积分的值不影响，即定积分在开区间。即是上的可积函数。依然存在 ③ 变上限函数： ()[][]()[]()[](),,,,x a x a x a f x a b x a b f x dx x a b x f x dx a b f t dt ???设函数在区间上，并且设为上的一点，考察定积分如果积分上限在区间上 任意变动，则对于每一个取定的值，定积分有一个对应值，所以它在上定义了一个函数， 记积分上限函数连续 二、函数可积与原函数理论： ①函数可积的几个条件： ()[][]() )()[])()[])()[]()[])),,,,,,ii ii f x a b a b i f x a b ii f x a b f x a b iii f x b i a ?? ? ??? ? ：在可积则它必在上界， 即函数可积函数在该区间上有界但有界函数不一定可积，如：狄利克雷函数在上连续 ：在上至多有有限个第一类间注：函数可积的充分条件中的和中的“有界”是排除函数出现无穷间断点的情况，在能够保证函数 不存在断点且有界在上无穷间断点时可积 在上单，“有界条调且有”的界函数可积的必要条件函数可积的充分条件件可以舍去 ②可积函数的原函数的存在性讨论：

导函数图像与原函数图像关系(我)

导函数图像类型题 类型一：已知原函数图像，判断导函数图像。 1. （福建卷11）如果函数)(x f y =的图象如右图，那么导 函数()y f x '=的图象可能是 ( ) 2. 设函数f (x )在定义域内可导，y=f (x )的图象如下左图所示，则导函数y=f '(x )的图象可能为( ) 3. 函数()y f x =的图像如下右图所示，则()y f x '=的图像可能是 （ ） 4. 若函数2 ()f x x bx c =++的图象的顶点在第四象限，则其导函数'()f x 的图象是（ ） 类型二：已知导函数图像，判断原函数图像。

5.(2007年广东佛山)设) (x f'是函数) (x f的导函数,) (x f y' =的图 象如右图所示，则) (x f y=的图象最有可能的是（） 6.(2010年3月广东省深圳市高三年级第一次调研考试文科)已 知函数f x ()的导函数2 f x ax bx c '=++ ()的图象如右图，则 f x()的图象可能是( ) 7.函数) (x f的定义域为开区间 3 (,3) 2 -，导函数) (x f'在 3 (,3) 2 -内的图象如图所示，则函数) (x f的单调增区间是_____________ 类型三：利用导数的几何意义判断图像。 O 1 2 x y x y y O 1 2 y O 1 2 x O 1 2 x D O 1 2 x y ) (x f y' = x o y

8.（ 2009湖南卷文） 若函数() y f x =的导函数 ．．．在区间[,] a b上是增函数，则函数() y f x =在区间[,] a b上的图象可能是( ) A ．B．C．D． 9.若函数) ('x f y=在区间) , ( 2 1 x x内是单调递减函数，则函数) (x f y=在区间) , ( 2 1 x x内的图像可以是（） A B C D 10.（选做）已知函数y=f(x),y=g(x)的导函数的图象如下图，那么y=f(x),y=g(x)的图象可能是 （） 类型四：根据实际问题判断图像。 9.（2010年浙江省宁波市高三“十校”联考文科）如右图所示是某一容器的三视图，现向容器 中匀速注水，容器中水面的高度h随时间t变化的可能图象是（） o x o x y b a o x y o x y b y

原函数与导函数的关系

课题:探究原函数与导函数的关系 首师大附中 数学组 王建华 设计思路 这节课就是在学完导数与积分之后,学生从大量的实例中对原函数与导函数的关系有了一定的认识的基础上展开教学的。由于这部分内容课本上没有,但数学内部的联系规律与对称美又会使学生既觉得有挑战性又充满探究的兴趣。备这个课的过程中我虽然参考了大量已有的资料,但需要做更深入地思考这些命题间的联系,以什么方式展开更利于学生拾级而上,最终登上高峰体会一览众山小的乐趣与成就感。教师实际上就是在引导学生进行一次理论的探险,大胆地猜,小心地证,谨慎地修改条件,步步逼近真理。最终学生能否记住这些结论并不重要,重要的就是研究相互关联的事物的一般思路与方法。对优秀生或热爱数学的学生来说会有更多的收获。 整个教学流程 1、 从经验观察发现,猜想得命题p,q 、 这两个命题为真命题,证明它们的方法用复合函数求导,比较容易上手。 2、 学生自然会想到这个命题的逆命题就是否成立,尝试证明。证明的思路也要逆向思考。发现由于导数确定后原函数不能唯一确定,有上下平移的可能,这样关于y 轴对称的性质能够保持,但关于原点对称的性质就不能保证了。 3、 函数的平移不改变函数图象的对称性,因此将奇函数的性质拓展为关于中心对称,将偶函数的性质拓展为关于直线x a =对称,研究前面的四个命题还就是否成立。研究方法可以类比迁移前面的方法。能成立的严格证明,不能成立的举出反例,并尝试通过改变条件使之成为真命题。 4、已有成果的应用:利用二次函数的对称性性质研究三次函数的对称性。 教学目标 在这个探究过程中 1、加强学生对导函数与原函数相生相伴的关系的理解; 2、增强学生对函数对称性的理解与抽象概括表达能力; 3体验研究事物的角度,一个新定理就是怎样诞生的,怎样才就是全面地认识了一个事物。4、培养学生的思辨能力,分析法解决问题的能力,举反例的能力等等。 教学重点 以原函数与导函数的对称性的联系为载体让学生体验观察发现、概括猜想、辨别真伪的过程。 教学难点 灵活运用所学知识探索未知领域。 新课引入 前面解题时我们常根据导函数的符号示意图画出原函数的单调性示意图,您能根据原函数的图像画出导函数的示意图不？ 一． 探究由原函数的奇偶性能否推出导函数的奇偶性。 问题1 已知函数()y f x =的图像,请尝试画出其导函数的图像示意图。 3()f x x = 2'()3y f x x ==

原函数与导函数的关系

课题：探究原函数与导函数的关系 首师大附中数学组王建华 设计思路 这节课是在学完导数和积分之后，学生从大量的实例中对原函数和导函数的关系有了一定的认识的基础上展开教学的。由于这部分内容课本上没有，但数学内部的联系规律和对称美又会使学生既觉得有挑战性又充满探究的兴趣。备这个课的过程中我虽然参考了大量已有的资料，但需要做更深入地思考这些命题间的联系，以什么方式展开更利于学生拾级而上，最终登上高峰体会一览众山小的乐趣和成就感。教师实际上是在引导学生进行一次理论的探险，大胆地猜，小心地证，谨慎地修改条件，步步逼近真理。最终学生能否记住这些结论并不重要，重要的是研究相互关联的事物的一般思路和方法。对优秀生或热爱数学的学生来说会有更多的收获。 整个教学流程 1.从经验观察发现，猜想得命题p,q. 这两个命题为真命题，证明它们的方法用复合函数求导，比较容易上手。 2.学生自然会想到这个命题的逆命题是否成立，尝试证明。证明的思路也要逆向思考。发现由于导数确定后原函数不能唯一确定，有上下平移的可能，这样关于y 轴对称的性质能够保持，但关于原点对称的性质就不能保证了。 3.函数的平移不改变函数图象的对称性，因此将奇函数的性质拓展为关于中心对称，将偶函数的性质拓展为关于直线x = a对称，研究前面的四个命题还是否成立。研究方法可以类比迁移前面的方法。能成立的严格证明，不能成立的举出反例，并尝试通过改变条件使之成为真命题。 4.已有成果的应用：利用二次函数的对称性性质研究三次函数的对称性。 教学目标 在这个探究过程中 1.加强学生对导函数与原函数相生相伴的关系的理解； 2.增强学生对函数对称性的理解和抽象概括表达能力； 3 体验研究事物的角度，一个新定理是怎样诞生的，怎样才是全面地认识了一个事物。 4.培养学生的思辨能力，分析法解决问题的能力，举反例的能力等等。 教学重点 以原函数与导函数的对称性的联系为载体让学生体验观察发现、概括猜想、辨别真伪的过程。教学难点 灵活运用所学知识探索未知领域。 新课引入前面解题时我们常根据导函数的符号示意图画出原函数的单调性示意图，你能根据原 函数的图像画出导函数的示意图吗？ 一．探究由原函数的奇偶性能否推出导函数的奇偶性。

复合函数极限条件

书中这样定义： 设函数y = f[g(x)]是由函数u = g(x)与函数y = f(u)复合而成，f[g(x)]在点x0的某去心邻域内有定义，若lim(x->x0)g(x) = u0, lim(u->u0)f(u) = A，且存在δ > 0,当x属于x0的去心δ邻域时，有g(x)不等于u0，则lim(x->x0)f[g(x)] = A u 与u0的接近程度是用0 < |u - u0| < δ描述的，u -> u0的过程中不等于u0 函数在某点的极限值是自变量逼近这一点时函数值无限接近的一个值，这个值与函数在这一点的函数值无关 如果能进一步针对这条举出反例就更好了， g(x)=xsin(1/x) 若u≠0，f(u)=0 若u=0，f(u)=1 在0的去心邻域中，f(g(x))有定义 (*) 对任意的正数δ，在0的去心δ邻域中，都有无数个点使得g(x)=0, 而f(g(x))=f(0)=1 lim{x→0}g(x)=0 lim{u→0}f(u)=0 而根据(*)，lim{x→0}f(g(x))不存在。 可见这个条件确实不能去掉。如果f(u)在u0处连续，那么这个复合函数的极限运算法则仍然是成立的，g(x)是否在其他点取值u0并无影响，因而很多时候在实际应用这条法则时并不去验证这条，因为我们通常面对的是连续函数。确实是这样的，因为g(x)在0的任意去心邻域内总是存在使得g(x)为0的点，而f(0) = 1 =/= lim(u->0)f(u)。所以就不存在0的某个去心邻域使得|f(g(x))-0|能够小于任意ε>0，自然极限也就不存在了。 另一种情况：设lim(u->u0)f(u) = A，且f(u)在u0的某个去心邻域是连续函数，那么就有f(u0) = lim(u->u0)f(u) = A，再设lim(x->x0)g(x) = u0，那这时候就不用考虑在x0的某个去心邻域中，g(x) =/= u0这个条件了，因为g(x) =u0时，|f(g(x)) - A| = 0 < 任意ε>0 。

函数极限的运算法则

教学目标：掌握函数极限的运算法则，并会求简单的函数的极限 教学重点：运用函数极限的运算法则求极限 教学难点：函数极限法则的运用 教学过程： 一、引入： 一些简单函数可从变化趋势找出它们的极限，如o x x x x x x o ==→∞ →lim ,01lim .若求极限的函 数比较复杂，就要分析已知函数是由哪些简单函数经过怎样的运算结合而成的，已知函数 二 0）. 说明：当三 例1 求)3(lim 2 2 x x x +→ 例2 求1 1 2lim 2 31 ++-→x x x x 例3 求4 16lim 2 4 --→x x x

分析：当4→x 时，分母的极限是0，不能直接运用上面的极限运用法则.注意函数4 16 2 --= x x y 在定义域4≠x 内，可以将分子、分母约去公因式4-x 后变成4+x ，由此即 可求出函数的极限. 例4 求1 33lim 22 ++-∞ →x x x x 分析：当∞→x 时，分子、分母都没有极限，不能直接运用上面的商的极限运算法则.如果分子、2 总结：lim x x o →lim x ∞ →例5 求lim ∞ →x 分析：同例计算了。 四 （1）lim 2 1 → x （3）lim 4 →x 1 432 1 -+→x x x （5）1 1lim 2 1 +--→x x x （6）9 65lim 2 2 3 -+-→x x x x （7）1 3322lim 2 3 2 +--+∞ →x x x x x （8）5 2lim 3 2 --∞ →y y y y

五 小结 1 有限个函数的和（或积）的极限等于这些函数的和（或积）； 2 函数的运算法则成立的前提条件是函数 )(),(x g x f 的极限存在，在进行极限运算时， 要特别注意这一点. 3 两个（或几个）函数的极限至少有一个不存在时，他们的和、差、积、商的极限不一定不存在. 4 在求几个函数的和（或积）的极限时，一般要化简，再求极限. 六 作业（求下列极限） （1） lim -→x 2 （4）lim 0 →x （7）lim 2 →x （10）x → （13）1 3lim 2 4 3 +++∞ →x x x x x （14）2 3 3 2 )2 312( lim -+→x x x （15）3 526113lim 2 2 1 --+-→x x x x x （16） 3 526113lim 22 --+-∞ →x x x x x （17） 3 2 320 3526lim x x x x x x x ----→ （18） 3 2 323526lim x x x x x x x ----∞ →

函数可积与存在原函数的关系

函数可积与存在原函数的关系 本文在区间[a,b]上讨论函数存在定积分与存在原函数的关系。得出的结果是两者之间没有必然联系，存在定积分不一定存在原函数，存在原函数也不一定存在定积分。本文主要给出两个反例。 一、 存在定积分但不存在原函数的例子 定义函数如下： ? ??=?∈=2/1,1]1,2/1()2/1,0[,0)(x x x f 该函数显然有界，x =1/2为其唯一的间断点（而且是第一类的），因而可积，0d )(1 0=?x x f 。但因为其有第一类间断点，所以不存在原函数（这个结论是利用 导函数连续性定理得出来的，关于这个定理见本文附录）。 可能有人会想到积分上限函数，它的积分上限函数不是原函数吗？我们看看它的积分上限函数，容易求得 0d )()(0≡=?x t t f x F 显然它的导数并不是f (x )，而是f (x )在x =1/2处作连续开拓后的函数。关于积分上限函数和原函数之间的关系问题，在学了实变函数这门课后将会变得很简单，这里不再深入讨论。 二、 存在原函数但不存在定积分的例子。 定义函数如下： ?????=≤<-=0 ,010,1cos 21sin 2)(22x x x x x x x f 首先证明，这个函数存在原函数，我们指出，下面这个函数就是它的原函数： ?????=≤<=0 ,010,1sin )(22x x x x x F 为此目的，只需证明)()('x f x F =对任何x ∈[0,1]成立，而0

函数极限的十种求法

函数极限的十种求法 信科2班江星雨20140202250 函数极限可以分成而运用ε-δ定义更多的见诸于已知极限值的证明题中。掌握这类证明对初学者深刻理解运用极限定义大有裨益。以的极限为例，f(x) 在点以A为极限的定义是：对于任意给定的正数ε（无论它多么小），总存在正数，使得当x满足不等式时，对应的f(x)函数值都满足不等式：，那么常数A就叫做函数f(x)当x→x。时的极限。 1.利用极限的四则运算法则： 极限四则运算法则的条件是充分而非必要的，因此，利用极限四则运算法则求函数极限时，必须对所给的函数逐一进行验证它是否满足极限四则运算法则条件，满足条件者。方能利用极限四则运算法则进行求之。不满足条件者，不能直接利用极限四则运算法则求之。但是，井非不满足极限四则运算法则条件的函数就没有极限，而是需将函数进行恒等变形，使其符合条件后，再利用极限四则运算法则求之。而对函数进行恒等变形时，通常运用一些技巧如拆项、分子分母同时约去零因子、分子分母有理化、通分、变量替换等等。例 1 求lim( x 2 ? 3x + 5). x→ 2 解：lim( x 2 ? 3x + 5) = lim x 2 ? lim 3x + lim 5 = (lim x) 2 ? 3 lim x + lim 5 = 2 2 ? 3 ? 2 + 5 = 3. x→2 x →2 x →2 x →2 x →2 x →2 x →2 2.利用洛必达法则 洛必达(L 'Hopital)法则是在一定条件下通过分子分母分别求导再求极限来确定未定式值的方法.简单讲就是，在求一个含分式的函数的极限时，分别对分子和分母求导，在求极限，和原函数的极限是一样的。一般用在求导后为零比零或无穷比无穷的类型。 利用洛必达求极限应注意以下几点： 设函数f(x)和F(x)满足下列条件： （1）x→a时,lim f(x)=0,lim F(x)=0; （2）在点a的某去心邻域内f(x)与F(x)都可导,且F(x)的导数不等于0; （3）x→a时,lim(f'(x)/F'(x))存在或为无穷大 则x→a时,lim(f(x)/F(x))=lim(f'(x)/F'(x)) 例1： 1-cosx = 1-{1-2[sin(x/2)]^2} = 2[sin(x/2)]^2 xsinx = 2xsin(x/2)cos(x/2) 原式= lim 2[sin(x/2)]^2 / [2xsin(x/2)cos(x/2)] = tgx / x 对分子分母同时求导（洛必达法则） (tgx)' = 1 / (cosx)^2 (x)' = 1 原式= lim 1/(cosx)^2 当x --> 0 时,cosx ---> 1 原式= 1 3.利用两个重要极限： 应用第一重要极限时，必须同时满足两个条件： ①分子、分母为无穷小，即极限为0 ； ②分子上取正弦的角必须与分母一样。 应用第二重要极限时，必须同时满足四个条件：

函数极限的十种求法

函数极限的十种求法 信科2班江星雨250 函数极限可以分成而运用ε-δ定义更多的见诸于已知极限值的证明题中。掌握这类证明对初学者深刻理解运用极限定义大有裨益。以的极限为例，f(x) 在点以A为极限的定义是：对于任意给定的正数ε（无论它多么小），总存在正数，使 得当x满足不等式时，对应的f(x)函数值都满足不等式：，那么常数A就叫做函数f(x)当x→x。时的极限。 1.利用极限的四则运算法则： 极限四则运算法则的条件是充分而非必要的，因此，利用极限四则运算法则求函数极限时，必须对所给的函数逐一进行验证它是否满足极限四则运算法则条件，满足条件者。方能利用极限四则运算法则进行求之。不满足条件者，不能直接利用极限四则运算法则求之。但是，井非不满足极限四则运算法则条件的函数就没有极限，而是需将函数进行恒等变形，使其符合条件后，再利用极限四则运算法则求之。而对函数进行恒等变形时，通常运用一些技巧如拆项、分子分母同时约去零因子、分子分母有理化、通分、变量替换等等。例 1 求lim( x 2 ? 3x + 5). x→ 2 解：lim( x 2 ? 3x + 5) = lim x 2 ? lim 3x + lim 5 = (lim x) 2 ? 3 lim x + lim 5 = 2 2 ? 3 ? 2 + 5 = 3. x→2 x →2 x →2 x →2 x →2 x →2 x →2 2.利用洛必达法则 洛必达(L 'Hopital)法则是在一定条件下通过分子分母分别求导再求极限来确定未定式值的方法.简单讲就是，在求一个含分式的函数的极限时，分别对分子和分母求导，在求极限，和原函数的极限是一样的。一般用在求导后为零比零或无穷比无穷的类型。 利用洛必达求极限应注意以下几点： 设函数f(x)和F(x)满足下列条件： （1）x→a时,lim f(x)=0,lim F(x)=0; （2）在点a的某去心邻域内f(x)与F(x)都可导,且F(x)的导数不等于0; （3）x→a时,lim(f'(x)/F'(x))存在或为无穷大 则x→a时,lim(f(x)/F(x))=lim(f'(x)/F'(x)) 例1： 1-cosx = 1-{1-2[sin(x/2)]^2} = 2[sin(x/2)]^2 xsinx = 2xsin(x/2)cos(x/2) 原式= lim 2[sin(x/2)]^2 / [2xsin(x/2)cos(x/2)] = tgx / x 对分子分母同时求导（洛必达法则） (tgx)' = 1 / (cosx)^2 (x)' = 1 原式= lim 1/(cosx)^2 当x --> 0 时,cosx ---> 1 原式= 1 3.利用两个重要极限： 应用第一重要极限时，必须同时满足两个条件： ①分子、分母为无穷小，即极限为0 ； ②分子上取正弦的角必须与分母一样。 应用第二重要极限时，必须同时满足四个条件：

3 函数极限存在的条件

§3 函数极限存在的条件 与讨论数列极限存在的条件一样，我们将从函数值的变化趋势来判断其极限的存在性。下面的定理只 对这种类型的函数极限进行论述，但其结论对其它类型的函数极限也是成立的。下述归结原则有 时成为海涅（Heine）定理。 定理3.8（归结原则）设在内有定义。存在的充要条件是：对任何含于 且以为极限的数列，极限都存在且相等。 证 [必要性] 设，则对任给的，存在正数，使得当时， 有。 另一方面，设数列且，则对上述的，存在 ，使得当时， 有，从而有。这就证明了。 (充分性) 设对任何数列且，有，则可用反证法推出

事实上，倘若当时不以为极限，则存在某，对任何（不论多么小），总存在 一点，尽管，但有。现依次取，， ，…，，…，则存在 相应的点，，，…,…,使得，而，。 显然数列且，但当时不趋于 。这与假设相矛盾，所以必 有。 注1 归结原则也可简述为： 对任何（）有。 注2若可找到一个以为极限的数列，使不存在，或找到两个都以为极限的数列 注3与，使与都存在而不相等， 则不存在。

例1 证明极限不存在。 证设，（），则显然有 ，（） ，（）。 故有归结原则即得结论。 函数的图象如图3-4所示。由图象可见，当时，其函数值无限地在-1与1的范围内振 荡，而不趋于任何确定的数。 归结原则的意义在于把函数极限归结为数列极限来处理。从而，我们能应用归结原则和数列极限的有 关性质来证明上一节中所述的函数极限的所有性质。 对于，，和这四种类型的单侧极限，相应的归结原则可表示为更强的

形式，现以这种类型为例阐述如下： 定理3.9设函数在点的某空心右邻域有定义。的充要条件是：对任何以 为极限的递减数列，有。 这个定理的证明可仿照定理3.8进行，但在运用反证法证明充分性时，对 的取法要作适当的修改， 以保证所找到的数列能递减地趋于。证明的细节留给读者作为练习。 相应于数列极限的单调有界定理，关于上述四类单侧极限也有相应的定理。现以这种类型为例叙述如下： 定理3.10设是定义在上的单调有界函数，则右极限存在。 证不妨设在上递增。因在上有界，由确界原理， 存在，记为。 下证。 事实上，任给，按下确界定义，存在，使得。 取，则由 的递增性，对一切=，有 另一方面，由，更有。从而对一切有

原函数与可积性

原函数与可积性 一、f(x)在区间I上的原函数存在与f(x)在区间I上可积有什么关系么？ 总的来说原函数存在和函数可积没有必然的联系。 1、可积性： (i) 若函数f在区间[a,b]上连续，则f在区间[a,b]上可积； (ii)若函数f在区间[a,b]上单调，则f在[a,b]上可积； (iii)若有界函数f在区间[a,b]上仅有有限个间断点，则f在[a,b]上可积。 由以上的可见，有三类函数即连续函数、只有有限个间断点的有界函数和单调函数一定是可积的；可以概括为可积的两大条件：积分区间有限、被积函数几乎处处连续。 不过大家肯定会问上面所说的条件中第二个“几乎处处连续”的意思，由连续性定义，x0左右极限等于函数在f(x0)值，则函数在x0点连续；那么如果在某点处不连续则会出现间断点，所以“几乎处处连续”就是指函数的间断点是“有限个间断点”。 但是这个“有限个间断点”到底是第一类间断点还是第二类间断点或者全可以？ 由“函数的间断点是‘有限个间断点’时，有界函数可积”可知被积函数有界是第二个条件前提，是函数可积的必要条件，所以f在区间[a,b]上有第二类的无穷型间断点时一定不可积。因此可积必有界，有无穷间断点的函数必无界，所以必不可积。 1.1、性质： 若f(x)在[a,b]上可积，那么f(x)在[a,b]上的以任取c∈[a,b]为下限的变上限积分函数连续。 当函数存在间断点时，这里的间断点可以是第一类间断点和第二类的振荡间断点，由f(x)在[a,b]上可积，可推论出“变上限积分形成的函数”也是几乎处处连续。 2、原函数存在性： (i)若函数f在区间[a,b]上连续，则f在区间[a,b]上原函数一定存在； (ii)若函数f在区间[a,b]上含有第一类间断点，则f在[a,b]上一定不存在原函数； (iii)若函数f在区间[a,b]上有第二类无穷型间断点，则f在[a,b]上一定不存在原函数。但是f(x)在（a,b）上无界的函数，在（a,b）上并不一定没有原函数存在。例如f(x)=1/√(1-x^2)在(-1,1)上无界，却有原函数arcsinx。 (iv)若函数f在区间[a,b]上存在原函数，则f在[a,b]上的间断点必是第二类的振荡间断点。 由以上的可见，原函数存在条件：原函数在定义域上可导（可导必连续，故原函数必然连续）。

二元函数极限存在的判别法

编号 学士学位论文二元函数极限存在的判别法 学生姓名：古丽加玛丽·图拉克 学号：20080101049 系部：数学系 专业：数学与应用数学 年级：2008-3班 指导教师：木台力甫·努尔 完成日期：2013 年05 月10 日

I 摘要 极限方法是研究函数的主要方法之一。极限理论，思想方法在许多领域有着广泛应用，函数的极限是高等数学的重点，难点的内容，二元函数的极限是在一元函数极限的基础上发展的，二者之间即有联系也有区别，一元函数和二元函数的四则运算是相同的，但是随着变量的个数的增加，二元函数的极限比一元函数极限变得复杂得多，本文先介绍二元函数极限的定义，二重极限与累次极限的定义，讨论了二重极限与累次极限之间的关系，并且利用二重极限与累次极限的关系给出有关二重极限存在性的一些结论，二元函数极限存在的充分条件，主要讨论不可约有理分式函数极限存在的判别法，以及齐次有理分式函数极限存在的判别法。 关键词：二元函数极限，二重极限，累次极限。

II 目 录 摘要 ............................................................... I 引言 ............................................................... 1 1.二元函数极限的基本概念 ........................................... 1 2.二重极限与累次极限之间的关系 . (4) 2.1关系1 ...................................................... 4 2.2关系2 ...................................................... 4 2.3关系3 （定理1） ............................................ 5 3.二元函数极限存在的充要条件 ....................................... 6 4.有关极限存在的结论 .. (9) 4.1结论1 ...................................................... 9 4.2结论2. ..................................................... 9 4.3结论3 ..................................................... 11 4.4结论4 ..................................................... 15 总结 .............................................................. 19 参考文献 .......................................................... 20 致谢 .. (21)

函数可积与存在原函数的关系

函数可积与存在原函数的关系 本文在区间 [a,b]上讨论函数存在定积分与存在原函数的关系。得出的结果 是两者之间没有必然联系，存在定积分不一定存在原函数，存在原函数也不一定 存在定积分。本文主要给出两个反例。 一、存在定积分但不存在原函数的例子 定义函数如下： 0, x [0,1/ 2) (1/ 2,1] f ( x) 1/ 2 1, x 该函数显然有界， x=1/2 为其唯一的间断点（而且是第一类的），因而可积， 1 f ( x)dx 0 。但因为其有第一类间断点，所以不存在原函数（这个结论是利用 导函数连续性定理得出来的，关于这个定理见本文附录）。 可能有人会想到积分上限函数，它的积分上限函数不是原函数吗？我们看看它的积 分上限函数，容易求得 x F ( x) f (t )dt 0 显然它的导数并不是 f(x)，而是 f(x)在 x=1/2 处作连续开拓后的函数。关于积分上限函数和原函数之间的关系问题，在学了实变函数这门课后将会变得很简单，这里不再深入讨论。 二、存在原函数但不存在定积分的例子。 定义函数如下： 2x sin 1 2 cos 1,0 x 1 f (x) x 2x x2 0, x 0 首先证明，这个函数存在原函数，我们指出，下面这个函数就是它的原函数： F (x) x 2 sin 1 ,0 x 1 x2 0, x 0 为此目的，只需证明 F ' (x) f (x) 对任何 x [0,1] 成立，而 0

函数的极限的求解方法

函数的极限的求解方法 摘 要：本文介绍了计算函数极限的几种方法，讨论如何运用已掌握的知识方法计算极限． 关键词：零因子：初等法：两个重要极限 ：等价无穷小： 等价无穷小替换 ：函数的连续性 ：Hospital L '法 。 引 言 极限思想是许多科学领域的重要思想之一. 因为极限的重要 性，从而怎样求极限也显得尤其重要. 对于一些复杂极限，直接按照极限的定义来求就显得非常困难，不仅计算量大，而且不一定能求出结果. 为了解决求极限的问题，有不少学者曾探讨了计算极限的方法 . 本文也介绍了计算极限的几种方法，并对文献结论进行了推广，讨论如何利用我们已有的知识计算极限，并且以实例来阐述方法中蕴涵的数学思想. 函数的极限主要表现在两个方面： 一、自变量x 任意接近于有限值，或讲趋向（于）（记0x x →）时，相应的函数值的变化情况. 二、当自变量x 的绝对值无限增大，或讲趋向无穷大（记∞→x ）时，相应的函数值的变化情况. 相关知识点 （一）“0x x →”形： 定义1：如果对0>?ε（不论它多么小），总0>?δ，使得对于适合不等式δ<-<00x x 的一切x 所对应的函数值满足： ε<-A x f )(，就称常数为函数当0x x →时的极限，记为 A x f n =∞ →)(lim ，或 A x f →)( （当 x x →时） 注1：“x 与充分接近”在定义中表现为：0>?δ，有δ<-<00x x ， 即),(0δ∧ ∈x U x .显然越小，x 与接近就越好，此与数列极限中的 所起的作用是一样的，它也依赖于ε.一般地，ε越小，相应地也小一些. 2：定义中00x x -<表示0x x ≠，这说明当0x x →时，有无限与)(0x f 在点（是否有）的定义无关（可以无定义，即使有定义，与)(0x f 值也无关）.

求函数极限的方法

求函数极限的方法 1. 预备知识 1.1 函数极限的定义 定义 1 设f 为定义在[],a +∞上的函数，A 为定数．若对任给的0ε>，存在正整数()M a ≥，使得当x M >时有()f x A ε-<，则称函数f 当x 趋于+∞时以A 为极限．记作：()lim x f x A →+∞ =或()()f x A x →→+∞． 定义2 设函数f 在点0x 的某个空心邻域()00;'U x δ内有定义，A 为定数，若对任给的0ε>，存在正数()'δδ<，使得当00x x δ<-<时有()f x A ε-<，则称函数f 当x 趋于0x 时以A 为极限．记作：()0 lim x x f x A →=或()()0f x A x x →→． 定义 3 设函数f 在()0 0;'U x δ+（或()00;'U x δ-）内有定义，A 为定数．若对任 给0ε>的，存在正数()'δδ<，使得当时00x x x δ<<+（或00x x x δ-<<）有 ()f x A ε-<，则称数A 为函数f 当x 趋于0 x +（或0x - ）时的右（左）极限．记作： ()()00lim lim x x x x f x A f x A + -→→??== ??? 或()()()()() 00f x A x x f x A x x +-→→→→． 1.2 函数极限的性质 性质1（唯一性） 若极限()0 lim x x f x →存在，则此极限是唯一的． 性质2（局部有界性） 若()0 lim x x f x →存在，则f 在0x 的某空心邻域()00U x 内有界． 性质3（局部保号性） 若()0 lim 0x x f x A →=>（或0<），则对任何正数r A <（或 r A <-） ，存在()00U x ，使得对一切()o o x U x ∈有()0f x r >>（或()0f x r <-<）． 性质4（保不等式性） 设()0 lim x x f x →与()0 lim x x g x →都存在，且在某邻域()00;'U x δ内 有()()f x g x <，则()()0 lim lim x x x x f x g x →→≤． 性质5（迫敛性）设()()0 lim lim x x x x f x g x A →→==，且在某邻域()00;'U x δ内有

函数极限存在的条件

§3 函数极限存在的条件 教学目的：通过本次课的学习，使学生掌握函数极限的归结原则和柯西准则并能加以应用解 决函数极限的相关问题。 教学方式：讲授。 教学过程： 我们首先介绍0x x →这种函数极限的归结原则（也称Heine 定理）。 定理3.8（归结原则）。A x f x x =→)(lim 0 存在的充要条件是：对任何含于);('0δx U o 且以0x 为极限的数列}{n x ，极限)(lim n n x f ∞ →都存在且等于A 。 证：[必要性] 由于A x f x x =→)(lim 0 ，则对任给的0>ε，存在正数)('δδ≤，使得当δ<-<||00x x 时，有。 另一方面，设数列}{n x ?);('0δx U o 且以0x 为极限，则对上述的0>δ，存在0>N ，当N n >时有δ<-<||00x x n ，从而有ε<-|)(|A x f 。这就证明了A x f n n =∞ →)(lim 。 [充分性] 设对任何数列}{n x ?);('0δx U o 且以0x 为极限，有A x f n n =∞ →)(lim 。现用反证法推出A x f x x =→)(lim 0 。事实上，倘若当0x x →时f 不以A 为极限，则存在某00>ε，对任何0>δ（无论多么小），总存在一点x ，尽管δ<-<||00x x ，但有0|)(|ε≥-A x f 。现依次取 ,,,,' '2'n δδ δδ=，则存在相应的点 ,,,,21n x x x ，使得 n n x x '||00δ <-<，而 ,2,1,|)(|0=≥-n A x f n ε 显然数列}{n x ?);('0δx U o 且以0x 为极限，但当∞→n 时)(n x f 不趋于A 。这与假设相矛盾，故必有A x f x x =→)(lim 0。 注：（1）归结原则可简述为： A x f x x =→)(lim 0 ?对任何)(0∞→→n x x n 且0x x n ≠都有A x f n n =∞→)(lim 。 （2）归结原则也是证明函数极限不存在的有用工具之一：若可找到一个以0x 为极限 的数列}{n x ，使)(lim n n x f ∞ →不存在，或找到两个都以0x 为极限的数列}{'n x ，}{"n x ，使得)(lim 'n n x f ∞→，)(lim "n n x f ∞→都存在而不相等，则)(lim 0 x f x x →不存在。 （3）对于-∞→+∞→∞→→→-+x x x x x x x ,,,,00这几种类型的函数极限的归