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x 0sin x
x 0sin x
6
ln(1+2x) ~ 2x (x→0)
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【补充】 若lim u(x)0, lim v(x), 则有
x x0
xx0
1 型
lim 1u(x)v(x)e
x x0
limv(x)u(x)
exx0
ln[1+u(x)] ~ u(x) (u(x)→0)
由 f(x)、 g(x)在 x0点的连 可续 知性
0
1 0 ,当 x x 01时 ,f(x)A
2 0 ,当 x x 02时 , g(x)A
取 m 1 ,i 2 ,n 则x当 x0时 ,上两式同时成立
【证明】 仅 ( x ) m 证 f ( x ) a g ( x , ) 在 x x x 0 连
在 xx0点,有且仅有三种情形:
(1 )f(x 0 )g (x 0 )(;2 )f(x 0 )g (x 0 )(; 3 )f(x 0 ) g (x 0 )
(1 )当 f(x 0 ) g (x 0 )时 ; ( x 0 ) m f ( x 0 ) g ( x 0 a ) , f ( x 0 x ) 20 机动 目录 上页 下页 返回 结束
x 0
x 0
同理
limloga(1x) 1
x0
x
ln a
(即教材例6)
6
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【教材例3】
求lim x3
x3 x2 9
【解】 y
x3 x2 9
可视为由
y
u、
u
x3 x2 9
复合而成, 又lx i3m xx2391 6
而y u在点 u1连续
原式 lim y lim y0ln1(y) y0
1
1
ln(1 y) y
ln(1 y) y
ln lim (1 y ) y
1 ln e
1.
y 0
y 0
同理可得 limax 1lna. (即教材例7) x0 x
9
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yarcx t,a y narccoxt在 (, ) 上 单 调 且
【结论】反三角函数在其定义域内皆连续.
3
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2、复合函数的连续性
【定理3】若 x l ix0m g(x)u 0,函f数 (u )在u 0连 点,续 则x l 有 ix0m f[g(x) ]u l iu 0m f(u )f(u 0)f[x l ix0m g(x)].
4
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恒 g (x ) 有 u 0 u u 0成 . 立
将上两步综合起来:
0 , 0 ,使 0 x x 0 当 时 ,
f ( u ) f ( u 0 ) f [ g ( x ) f ] ( u 0 )成立 .
【证】 f(u )在 u 点 u 0 连 , 续
0 , 0 ,使u 当 u 0 时 , 恒f(有 u )f(u 0)成 . 立
又 x l x i0g m (x ) u 0 ,
对 0 , 于 0 ,使 0 x x 0 当 时 ,
6
则
(§ 3 例 5 已 x l x i 0证 x m x 0 x 0 0 )
lim
x3
x3 x2 9
交换次lx i序 m 3xx239
1 6 66
7
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又如
lim arcx c2 oxsx ()
x
分子有理化
lim arccoxs
又 f( x 0 ) g ( x 0 ) 0(1)式x 对 x0也成
即当 x x 01时f(x ) g (x ) (2)
则 x 当 U (x 0 ,1 )时 ,
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( x ) m f ( x ) g ( a x , ) f ( x x ) (3
x l x i0f m [g (x ) ]f(u 0 )f[x l ix0m g(x)].
【注意】 本节定理3是§5定理6(复合函数求极 限的法则)的特例,外层函数由原来 的极限存在加强为连续。
5
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【意义】 1.变量(u 代 (换 x)的 ) 理论 . 依据
x
x2xx 分离无穷小量
1
limarccos
x
1 1 1
x
arccolism 1
x 111
x
交换次序: 用arccosu的 连续性
arccos1 2
3
8
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【例2】 求limex 1. x0 x
【解】令ex1y, 则 xln 1 (y),当 x 0 时 ,y 0.
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教材习题1—9 P69 第2题 解答
2 .设f函 (x )与 g (x 数 )在 x 0点 点,连 证续 明函 ( x ) m f ( x ) a g ( x , ) , x ( x ) m f ( x ) i g ( x , n ) 在点 x0也连.续
第九节 连续函数的运算 与初等函数的连续性
一、四则运算的连续性 二、反函数与复合函数的连续性 三、初等函数的连续性 四、小结 思考题
1
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一、连续函数的四则运算的连续性
由函数“点连续”的定义和极限四则运算法则,立 得: 【定理1】 若f(x) , g(x)在点x0处连续,则f(x)±g(x) ,
讨论 不同, (值 均在其定义域内连续 )
【定理5】 基本初等函数在定义域内是连续的.
基本初等函数在定义域内连续 连续函数经四则运算仍连续 连续函数的复合函数连续
一切初等函数 在定义区间内 连续【定理6】
定义区间是指包含在定义域内的区间.
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【注意】 1.初等函数仅在其定义区间内连续,
f(x)g(x) , f(x)/g(x)[g(x0)≠0]在点x0处也连续. [例如]six,n co x 在 s(, )内 (连 .上节已续 证)
tan x,coxt,sexc,csxc在其定义域 . 内 【结论】三角函数在其定义域内连续.
【推广】有限个连续函数的和、差、积仍为连续函数。
[例如] y sin 1 是由连续函数链 x
xR*
复合而成 , 因此
在 xR* 上连续 .
y
y sin 1
x
o
x
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【关系】
§5 定理6:内、外层函数极限都存在,则 复合函数极限存在.(叙述不严格)
本节定理3:内层函数极限存在、外层函数 加强为连续,则复合函数极限存在,且极限 符号和函数符号可交换次序.
6
x
1
ln1(2x)2x
sinx
由定理3及极限运算法则得
e 3
lim(12x)sinx
lim6
x
1 ln1(2x)2x
x0 sinx
e6
e x0
【解Ⅱ】
e e e 3
lim(12x)sinx
x0
lim3 ln1 (2x) lim3 2x
【定理4】 设函u数 g(x)在点 xx0连,续 且 g(x0)u0, 而函y数 f(u)在u 点 u0连,续 则复合y函 f[g数 (x)]在点 xx0也连 . 续
简言之: 内、外层函数在对应点都连续,则复 合函数连续
【注意】定理4是定理3的特殊情况.
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此即 x l ix0m (x)(x0) 则 (x)在x0点连续
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( 2 )当 f( x 0 ) g ( x 0 ) 时 , 类 ( 1 )可 似证
(3 )当 f(x 0 ) g (x 0 )时 , ( x 0 ) f ( x 0 ) g ( x 0 ) A
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【一般地】 形 u ( x ) v ( 如 x )( u ( x ) 0 ,u ( x ) 1 ) 的函数称为幂指函数
若 liu m (x )a0 lim v(x)b 则 lim u(x)v(x)ab (是定式情况下成立)
【注意】 ①.lim表示自变量的同一变化过程中的极限. ②.不能分两步写作:limu(x)v(x)alim v(x) ab
本节定理4:内、外层函数都加强为连续,则复 合函数也连续(极限存在且等于函数值、极限 符号和函数符号可交换次序).
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三、初等函数的连续性
★ 三角函数及反三角函数在它们的定义域内是
连续的.(已证)
★ 指数 y a x 函 (a 0 数 ,a 1 )
在(,)内单调且连续
在其定义域内不一定连续;
[例如] yco x 1 s, D :x 0 , 2 , 4 ,
在这些孤立点的某个去心邻域内没有定义.
则既不是连续点也不是间断点 见《高数学
[又如]
习指导》P8
y x2(x1)3, D :x 0 ,及 x 1 ,注(3)
在0点的某去心邻域内没有定义.
又 f(x)在 xx 0连续
0 , 2 0 ,当 x x 0 2 时
f( x ) f( x 0 )