函数极限与导数高中数学基础知识与典型例题
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资料收集于网络,如有侵权请联系网站删除导数考试内容:导数的背影.导数的概念.多项式函数的导数.利用导数研究函数的单调性和极值.函数的最大值和最小值.考试要求:(1)了解导数概念的某些实际背景.(2)理解导数的几何意义.(3)掌握函数,y=c(c为常数)、y=xn(n∈N+)的导数公式,会求多项式函数的导数.(4)理解极大值、极小值、最大值、最小值的概念,并会用导数求多项式函数的单调区间、极大值、极小值及闭区间上的最大值和最小值.(5)会利用导数求某些简单实际问题的最大值和最小值.§14. 导数知识要点导数的概念导数的几何意义、物理意义常见函数的导数导导数的运算数导数的运算法则函数的单调性导数的应用函数的极值函数的最值1. 导数(导函数的简称)的定义:设是函数定义域的一点,如果自变量在处xx)y?f(x x00有增量,则函数值也引起相应的增量;比值x?y)(x?x)?f?y?f(x?00f(x??x)?f(x)y?00称为函数在点到之间的平均变化率;如果极限x x?x?)xy?f(?00?x?xf(x??x)?f(x)?y00存在,则称函数在点处可导,并把这个极限叫做x)?f(xy?limlim0xx??0?x?x?0?f(x??x)?f(x)?y'''00. =在记作处的导数,或,即)(xff)(xx)(xy?f|y?limlim000x?x?x?x00??x?0x?注:①是增量,我们也称为“改变量”,因为可正,可负,但不为零.x?x?'的定义域为,则与关系为②以知函数定义域为,. )fx(y?B?A)(xy?fBABA2. 函数在点处连续与点处可导的关系:)xf(?y xx00⑴函数在点处连续是在点处可导的必要不充分条件. )f(xy?xx)fy?(x00可以证明,如果在点处可导,那么点处连续. xx)fy?xy?f()(x00事实上,令,则相当于.0x??x?xx??x?x00于是)]xf(?()(fx?x?fx)[?x?xf?xflim()lim(?)lim0000x?x?x?0?x?00只供学习与交流.资料收集于网络,如有侵权请联系网站删除f(x??x)?f(x)f(x??x)?f(x)'0000(x)?0?f(x)?f(x).?lim[f??x?f(x)]?lim?lim?limf(x)?00000x??x0?0?x?0??x?x?0?x. 处可导,是不成立的处连续,那么在点⑵如果点xx)xf(y?y?f(x)00y?|x|?时,例:在点处连续,但在点处不可导,因为0,当>0?xx?0|x?|f(x)x??00 x??xy??y?y,故;当. <0时,不存在x?lim1?1??xx??x?0??x.②可导的偶函数函数其导函数为奇函数注:①可导的奇函数函数其导函数为偶函数. 导数的几何意义:3.处的切线的斜率,在点函数在点处的导数的几何意义就是曲线x))f(xf()xy?f(x)(x,y?00'为程切线的斜率是方,处也就是说,曲线在点P的切线)fx())fxy?f(x),(x(00').?x?fx()(xy?y00 4. 求导数的四则运算法则:'''''''vu(u?v)??)??...fx(x)?f((x)f?y?f(x)?(x)?...?f(x)?y?f n2211n'''''''cvv?cvu?(cv)??(uv)c?vuv?(为常数)c'''u?vuvu???)(v?0??2vv??.必须是可导函数注:①v,u差、则它们的和、差、积、商必可导;若两个函数均不可导,②若两个函数可导,则它们和、.积、商不一定不可导22处均不可导,但它们和在例如:设,,则)(xf(x),g0x??)?cosx2sinx?(gx?f(x) xx.在处均可导0?x?)g(xf(x)?xx?cossin''''''??或5. 复合函数的求导法则:u??yy)f((u)f(x(x))?xxux. 复合函数的求导法则可推广到多个中间变量的情形 6. 函数单调性:'为则如果>0,⑴函数单调性的判定方法:设函数在某个区间内可导,)fx()?f(y?fx)(xy'. 为减函数<0,则增函数;如果)(xf)(xy?f ⑵常数的判定方法;'.=0,则如果函数在区间内恒有为常数)fx()y?f(?fx)(xyI3上并不是(x)递增的充分条件,但不是必要条件,如在是注:①f x?2y)??,xf() 0??()递减的充分非必f,同样(x是f,有一个点例外即x 都有=0时(x)= 00) xf()0 f(x.要条件)()(在其余各点均为正(或负),那么如果②一般地,fx在某区间内有限个点处为零,fx 只供学习与交流.请联系网站删除资料收集于网络,如有侵权. 在该区间上仍旧是单调增加(或单调减少)的是函数,则(极值是在附近所有的点,都有<7. 极值的判别方法:x)(x)f(x)xff(f(x)000的极大值,极小值同理)在点处连续时,当函数x)(xf0''是极大值;<0附近的左侧①如果在,那么>0,右侧))(ffx(xx)xf(00''.是极小值>0②如果在附近的左侧,那么<0,右侧)(xff)(xx)xf(00'①此外,函数不=0点两侧导数异号,而不是. 也就是说是极值点的充分条件是)fx(xx00 ②当然,极值是一个局部概念,极值点的大小关系是不确可导的点也可能是函数的极值点..定的,即有可能极大值比极小值小(函数在某一点附近的点不同)'对于可导函. =0. 但反过来不一定成立注①:若点是可导函数的极值点,则)(xfx)xf(0. 是极值点的必要条件是若函数在该点可导,则导数值为零数,其一点x0'3.不是极值点=0例如:函数,但,使)(xfx?(x)y?f0x?0x?.,在点②例如:函数处不可导,但点是函数的极小值点0x?0?x|y|xx)??f(极值与最值的区别:极值是在局部对函数值进行比较,最值是在整体区间上对函数值进8.. 行比较.注:函数的极值点一定有意义9. 几种常见的函数导数:1''xcos(sinx)?'?)(arcsinxI.(为常数)C0C?2x?111n?n'''nx(x?)x)sin??(cosx?)?(arccosx ()R?n2x1?111'(arctanx)?''II. e?(logx?)log)(lnx aa2x?1xx1x'xx'x'e)(e?aaa)ln?(??x)(arccot 21x?求导的常见方法:III.(x?a)(x?a)...(x?a)1n12'.①常用结论:②形如或两?y)ax?a)...(x?(y?x?a)(?|)(ln|x n12(x?b)(x?b)...(x?b)x n12边同取自然对数,可转化求代数和形式.xx取自然对数之后可变形为这类函数,如③无理函数或形如,对两边xyy?x?xlny?xln'y1''xx x?xlnxyyxy?xx?ln??y?ln???.导数中的切线问题求导可得yx只供学习与交流.资料收集于网络,如有侵权请联系网站删除例题1:已知切点,求曲线的切线方程32在点处的切线方程为(曲线)1x?y?x?31)?(1,例题2:已知斜率,求曲线的切线方程2的切线方程是(的平行的抛物线与直线)x?y04?x?y?2注意:此题所给的曲线是抛物线,故也可利用法加以解决,即设切线方程为,bx?y?2?22,又因为,得,得,故选D.代入xy?0??2x?bx1????0b例题3:已知过曲线上一点,求切线方程过曲线上一点的切线,该点未必是切点,故应先设切点,再求切点,即用待定切点法.3上的点的切线方程.求过曲线x?x?2y1)?(1,例题4:已知过曲线外一点,求切线方程1求过点且与曲线相切的直线方程.0)(2,?y x3,过点已知函数作曲线的切线,求此切线方程.练习题:xy??x3)xf,A(016)y?( 只供学习与交流.资料收集于网络,如有侵权请联系网站删除看看几个高考题x??1,1?y处的切线方程为在点(2009全国卷Ⅱ)曲线1.2x?12f(x)?g(x)?xy?g(x)(1,g(1))处的切线方程为,曲线2010江西卷)设函数在点2.(y?2x?1y?f(x)(1,f(1))处切线的斜率为,则曲线在点x1?2xy?xe?。
精品文档lim q =④首项为1a1 (D)]g x ab=()<a<1)+∞例[1,)精品文档精品文档精品文档例24. 已知曲线S :y =3x -x 3及点(2,2)P -,则过点P 可向S 引切线的条数为例10. [解](1)21n a n =-,∴11111112211T b a ==+=+=⨯- 21221182(1)2(1)2213T b b a =⋅=⋅+=+=⨯-,31233818116(1)(1)332315T b b b a =⋅⋅=+=+=⨯-(2)由(1)中可猜想得T n >1+n a ; 只须证明对于*n N ∈111(11)(1)(1)(1)3521n ++++- 设n =1时,左=1+1=2,右=3,∵2>3,故原不等式成立; 假设n =k (k ≥1)时,原不等式成立,即12)1211()511)(311)(11(+>-++++k k ,当n =k +1时,不等式左边为11111(11)(1)(1)(1)[1])35212(1)121k k k ++++++-+-+1)2)21k k +=++,不等式的右边为32+k , 只须得出)22(1212+++k k k >32+k ,事实上22)k ⎫+⎪⎪⎝⎭-2=22484(483)21k k k k k ++-+++=121k +>0,故)22(1212+++k k k >32+k 成立, 从而1111(11)(1)(1)(1)[1]35212(1)1k k +++++-+->32+k 。
即n =k +1时不等式也成立,∴对于n ∈N ,则有111(11)(1)(1)(1)3521n ++++-. 例20. 解:x =0是此分段函数的分界点, 而0lim ()x f x →存在的充要条件是0lim ()x f x -→与0lim ()x f x +→都存在且相等。
∴0lim ()x f x -→=0lim(cos 1)x x -→+=2,0lim ()x f x +→=0lim(sin )x a x b b +→+=, ∴当b =2,a 取任意实数时,0lim ()x f x →存在,其值为2.例21.D 例22.B 例23.D 例24. C 设S 上的切点00(,)x y 求导数得斜率,过点P 可求得:200(1)(2)0x x +-=.例25.B 例26.A 例27.B 例28. 90°例29. [ 1,35](写开区间也可以) 例30. 本题考查(1)导数的几何意义(2)恒成立问题中参数取值范围的求法. (3)分析问题解决问题的能力.需要学生熟练掌握求最值的方法. 解:(1)依题意,由32()f x x ax b =-++,则2()32f x x ax '=-+. 又函数)(x f 图像上任意一点切线的斜率小于1,即2()321f x x ax '=-+<亦即23210x ax -+>对任意的x R ∈恒成立. 故24120a ∆=-<,即a <<(2)由题可知,原问题等价于2()321f x x ax '=-+≤对[]0,1x ∈恒成立.精品文档当0x =时,显然有(0)01f '=≤,故当(0,1]x ∈时 21321x ax --+≤≤,从而11323x a x xx-+≤≤(※)对(0,1]x ∈恒成立. 令11()3,()3u x x v x x x x=-=+.则可知1()3u x x x =-在(0,1]上递增,故max ()(1)2u x u ==1()3v x x x=+≥(0,1]x =,故min ()v x =要使(※)恒成立只须max min ()2()u x a v x ≤≤,即1a ≤1k ≤在[]0,1x ∈的充要条件.。
高等数学基础第一节 函数极限得定义及分析方法一.函数极限得定义定义1:当自变量x 无限趋近于0x (0x x ≠)时,如果函数)(x f y =无限趋近于一个常数A,就说当x 趋向0x 时,函数)(x f y =得极限就是A,记作A x f x x =→)(lim 0。
特别地,C C x x =→0lim ;00lim x x x x =→。
例题1:判断下列函数得极限:(1)x xx 0lim → (2)11lim 21--→x x x(3)121lim 220---→x x x x定义2:当自变量x 取正值且无限增大时,如果函数)(x f y =得值无限趋近于一个常数A,就说当x 趋向于正无穷大时,函数)(x f y =得极限就是A,记作:A x f x =+∞→)(lim 。
也可以记作,当x +∞→时,A x f →)(。
当自变量x 取负值而x 无限增大时,如果函数)(x f y =得值无限趋近于一个常数A,就说当x 趋向于负无穷大时,函数)(x f y =得极限就是A,记作:A x f x =-∞→)(lim 。
也可以记作,当x -∞→时,A x f →)(。
当自变量x 得绝对值无限增大时,如果函数)(x f y =得值无限趋近于一个常数A,就说当x 趋向于无穷大时,函数)(x f y =得极限就是A,记作:A x f x =∞→)(lim 。
也可以记作,当x ∞→时,A x f →)(特例:对于函数C x f =)((C 就是常数),当自变量x 得绝对值无限增大时,函数C x f =)(得值保持不变,所以当x 趋向于无穷大时,函数C x f =)(得极限就就是C ,即C C x =∞→lim 。
例题2:判断下列函数得极限:(1)xx )21(lim +∞→ (2)xx 10lim -∞→(3)21lim x x ∞→ (4)4lim ∞→x(5) )1lim(-∞→x (6)xx 2.1lim -∞→(7) 41lim x x ∞→ (8)11lim 2+∞→x x二.无穷小与无穷大定义1:如果函数当时得极限为零,那么称函数为当时得无穷小。
函数与导数压轴题题型与解题方法(高考必备)题型与方法(选择、填空题)一、函数与导数1、抽象函数与性质主要知识点:定义域、值域(最值)、单调性、奇偶性、周期性、对称性、趋势线(渐近线)对策与方法:赋值法、特例法、数形结合例1:已知定义在$[0,+\infty)$上的函数$f(x)$,当$x\in[0,1]$时,$f(x)=\frac{2}{3}-4x$;当$x>1$时,$f(x)=af(x-1)$,$a\in R$,$a$为常数。
下列有关函数$f(x)$的描述:①当$a=2$时,$f(\frac{3}{2})=4$;②当$a<\frac{1}{2}$时,函数$f(x)$的值域为$[-2,2]$;③当$a>\frac{1}{2}$时,不等式$f(x)\leq 2a$恒成立;④当$-\frac{1}{2}<a<\frac{1}{2}$时,函数$f(x)$的图像与直线$y=2an-1$($n\in N^*$)在$[1,n]$内的交点个数为$n-\frac{1+(-1)^n}{2}$。
其中描述正确的个数有(。
)【答案】C分析:根据题意,当$x>1$时,$f(x)$的值由$f(x-1)$决定,因此可以考虑特例法。
当$a=2$时,$f(x)$的值域为$[0,4]$,因此①正确。
当$a\frac{1}{2}$时,$f(x)$在$[0,1]$上单调递减,在$[1,+\infty)$上单调递增,因此不等式$f(x)\leq 2a$恒成立,③正确。
当$-\frac{1}{2}<a<\frac{1}{2}$时,$f(x)$在$[0,1]$上单调递减,在$[1,+\infty)$上单调递增,因此$f(x)$与直线$y=2an-1$($n\in N^*$)在$[1,n]$内的交点个数为$n-\frac{1+(-1)^n}{2}$,④正确。
因此,答案为$\boxed{\textbf{(C) }2}$。
高等数学习题库淮南联合大学基础部2008年10月第一章 映射,极限,连续习题一 集合与实数集基本能力层次:1: 已知:A ={x|1≤x ≤2}∪{x|5≤x ≤6}∪{3},B={y|2≤y ≤3} 求:在直角坐标系内画出 A ×B解:如图所示A ×B ={(x,y )| ,x A y B ∈∈ }.2:证明:∵ P 为正整数,∴p =2n 或p =2n+1,当p =2n+1时,p 2=4n 2+4n+1,不能被2整除,故p =2n 。
即结论成立。
基本理论层次:习题二 函数、数列与函数极限基本能力层次1:解:2:证明:由得cxy ay ax b -=+即 ay bx cy a+=-,所以 ()x f y = 所以命题成立3:(1)22x y -= (2)lg(sin )y x x =+(3 []y x = (4)0,01,0x y x ≥⎧⎫=⎨⎬<⎩⎭解:4:用极限定义证明: 1lim1n n n →∞-=(不作要求)证明:因为 ω∀ 有11|1|n n n ω--=<成立,只要1n ω>取N =[1ω],则当n>N 时,就有11|1|n n nω--=<有定义变知1lim 1n n n →∞-=成立5:求下列数列的极限(1)lim 3n n n→∞ (2)222312limn n n →∞+++(3)(4)1lim 1n n→∞+解:(1) 233nn n n <,又2lim 03n n x →∞=,所以 0lim 03n n n →∞≤≤ , 故:lim 3n n n →∞=0 (2)由于2223312(1)(21)111(1)(2)6n n n n n n n n n+++++==++又因为:1111lim (1)(2)63n n n n →∞++=,所以:2223121lim3n n n →∞+++ (3)因为:所以:(4) 因为:11111n n n ≤+≤+,并且1lim(1)1n n →∞+=, 故由夹逼原理得111n n+=6:解:由于7:解:8:9:习题三无穷小与无穷大、极限运算法则及两个重要极限基本理论层次1:解:同理:(3),(4)习题四无穷小的比较、函数的连续及性质基本理论层次1:(1)(2)2:第二章一元微分学及应用习题一导数及求导法则、反函数及复合函数的导数.基本理论层次21,1,,,,1()(1)(1)lim lim 1x a b x bx x f x f bx x ⎧+≥⎪⎨-+<⎪⎩-+-==-2222-ax 1.设f(x)=试求常数使f(x)在x=1处可导。
高中数学极限试题及答案1. 极限的概念(1)若函数\( f(x) \)在点\( x_0 \)的某个去心邻域内有定义,且存在常数\( A \),使得当\( x \)在\( x_0 \)的去心邻域内且\( x \neq x_0 \)时,都有\( |f(x) - A| < \epsilon \),则称\( A \)是函数\( f(x) \)在点\( x_0 \)处的极限,记作\( \lim_{x \to x_0}f(x) = A \)。
(2)若\( \lim_{x \to x_0} f(x) = A \),则称\( f(x) \)在\( x_0 \)处的极限存在,否则称为极限不存在。
2. 极限的运算法则(1)若\( \lim_{x \to x_0} f(x) = A \),\( \lim_{x \to x_0} g(x) = B \),则\( \lim_{x \to x_0} (f(x) + g(x)) = A + B \)。
(2)若\( \lim_{x \to x_0} f(x) = A \),\( \lim_{x \to x_0} g(x) = B \),则\( \lim_{x \to x_0} (f(x) \cdot g(x)) = A\cdot B \)。
(3)若\( \lim_{x \to x_0} f(x) = A \),\( \lim_{x \to x_0} g(x) = B \),则\( \lim_{x \to x_0} (f(x) / g(x)) = A / B \)(前提是\( B \neq 0 \))。
3. 极限的计算(1)计算极限\( \lim_{x \to 0} \frac{\sin x}{x} \)。
答案:\( \lim_{x \to 0} \frac{\sin x}{x} = 1 \)。
(2)计算极限\( \lim_{x \to 2} (3x^2 - 4x + 2) \)。
高中数学函数极限的概念及相关题目解析在高中数学中,函数极限是一个重要的概念。
它不仅在高中数学中占有重要地位,而且在大学数学中也是一个基础和重要的概念。
理解和掌握函数极限的概念对于学生们来说至关重要。
本文将从函数极限的定义、性质以及相关题目解析等方面进行讲解,帮助高中学生和家长更好地理解和应用函数极限。
一、函数极限的定义函数极限是指当自变量趋于某个特定值时,函数的取值趋于某个确定的值。
具体来说,对于函数f(x),当x趋于无穷大或者某个特定值a时,如果存在一个常数L,使得当x趋于无穷大或者a时,f(x)趋于L,那么我们就称函数f(x)在x趋于无穷大或者a时的极限为L。
二、函数极限的性质1. 函数极限的唯一性:如果函数f(x)在x趋于无穷大或者a时的极限存在,那么它是唯一的。
2. 函数极限的有界性:如果函数f(x)在x趋于无穷大或者a时的极限存在,那么它是有界的。
3. 函数极限的保号性:如果函数f(x)在x趋于无穷大或者a时的极限存在且大于(或小于)0,那么它的函数值在某个邻域内都大于(或小于)0。
三、函数极限的计算方法在计算函数极限时,我们常常会遇到一些特殊的极限形式,如0/0、无穷大/无穷大等。
下面通过具体的题目来说明函数极限的计算方法。
例题1:计算极限lim(x→0)(sinx/x)。
解析:当x趋于0时,sinx/x的极限形式为0/0,这是一个不定型。
我们可以利用泰勒展开或洛必达法则来计算这个极限。
首先,我们可以使用泰勒展开将sinx 展开成x的幂级数,即sinx=x-x^3/3!+x^5/5!-...,那么sinx/x=(x-x^3/3!+x^5/5!-...)/x=1-x^2/3!+x^4/5!-...。
当x趋于0时,高次项的幂都趋于0,因此我们只需要保留x的一次幂的项,即lim(x→0)(sinx/x)=lim(x→0)(1)=1。
例题2:计算极限lim(x→∞)(x/(x+1))。
解析:当x趋于无穷大时,x/(x+1)的极限形式为∞/∞,这也是一个不定型。
《高等数学》函数考点精讲与例题解析 第一部分 函数 极限 连续函数是微积分的研究对象,极限是微积分的理论基础,而连续性是可导性与可积性的重要条件。
它们是每年必考的内容之一。
第一节 函 数内容考点一、函数的定义给定两个非空数集D 和M ,若有对应法则f ,使得对于D 内的每一个x ,都有唯一确定的M y ∈与之对应,则称f 是定义在数集D 上的函数,记作)(x f y =,D x ∈,数集D 成为函数的定义域,)(D)(M f ⊂称为值域。
【考点一】会求函数的定义域及其表达式,特别是复合函数的定义域。
二、函数的奇偶性(1)首先必须要求函数的定义域关于原点对称。
例如,)(x f y =的定义域为),(a a -)0(>a 关于原点对称。
(2)验证对于任),(a a x -∈,都有)()(x f x f =-,称)(x f 为偶函数;偶函数)(x f 的图形关于y 轴对称。
(3)验证若对于任),(a a x -∈都有)()(x f x f -=-,称)(x f 为奇函数;奇函数)(x f 的图形关于坐标原点对称。
【考点二】会判定函数)(x f 的奇偶性,不管)(x f 的具体形式是什么,都需要计算)(x f -的值。
如果)()(x f x f =-,则由定义知)(x f 为偶函数;如果)()(x f x f -=-,则由定义知)(x f 为奇函数。
三、函数的周期性对函数)(x f y =,若存在常数0>T ,使得对于定义域的每一个x ,T x +仍在定义域内,且有)()(x f T x f =+,则称函数)(x f y =为周期函数,T 称为)(x f 的周期。
【考点三】判断函数是否为周期函数,主要方法是根据周期函数的定义,要先找到一个非零常数T ,计算是否有等式)()(x f T x f =+成立。
特别要求掌握三角函数的周期性四、函数的有界性设函数)(x f y =在数集X 上有定义,若存在正数M ,使得对于每一个X x ∈,都有M x f ≤)( 成立,称)(x f 在X 上有界,否则,即这样的M 不存在,称)(x f 在X 上无界。
导数在函数极值中的应用例题和知识点总结在数学的广袤天地中,导数无疑是一座连接函数性质与实际应用的重要桥梁。
而在函数的研究中,极值问题又占据着关键地位。
通过导数来求解函数的极值,不仅能让我们更深入地理解函数的变化规律,还能为解决实际问题提供有力的工具。
接下来,我们将通过具体的例题和详细的知识点总结,来探讨导数在函数极值中的应用。
一、知识点回顾1、导数的定义函数\(y = f(x)\)在\(x = x_0\)处的导数\(f'(x_0)\)定义为:\(f'(x_0) =\lim_{\Delta x \to 0} \frac{f(x_0 +\Delta x) f(x_0)}{\Delta x}\)2、导数的几何意义导数\(f'(x_0)\)表示函数\(y = f(x)\)在\(x = x_0\)处的切线斜率。
3、函数的单调性与导数的关系若\(f'(x) > 0\),则函数\(f(x)\)在区间内单调递增;若\(f'(x) < 0\),则函数\(f(x)\)在区间内单调递减。
4、函数的极值设函数\(f(x)\)在\(x_0\)处可导,且在\(x_0\)处附近左增右减,则\(x_0\)为函数的极大值点,\(f(x_0)\)为极大值;若在\(x_0\)处附近左减右增,则\(x_0\)为函数的极小值点,\(f(x_0)\)为极小值。
5、求函数极值的步骤(1)求导数\(f'(x)\);(2)解方程\(f'(x) = 0\),求出函数的驻点;(3)分析驻点左右两侧导数的符号,确定极值点;(4)将极值点代入函数,求出极值。
二、例题讲解例 1:求函数\(f(x) = x^3 3x^2 + 1\)的极值。
解:首先,对函数求导:\(f'(x) = 3x^2 6x\)令\(f'(x) = 0\),即\(3x^2 6x = 0\),解得\(x = 0\)或\(x = 2\)当\(x < 0\)时,\(f'(x) > 0\),函数单调递增;当\(0 < x < 2\)时,\(f'(x) < 0\),函数单调递减;当\(x > 2\)时,\(f'(x) > 0\),函数单调递增。
超越极限高中数学中的极限与导数典型题目详解超越极限高中数学中的极限与导数典型题目详解极限与导数是高中数学中重要的概念和知识点。
通过掌握极限与导数的理论和运用,可以帮助我们解决各种实际问题。
在这篇文章中,我们将详细解析几道极限与导数的典型题目,帮助读者更好地掌握这一部分的知识。
题目一:求函数在给定点的导数已知函数 f(x) = x^2 + 2x + 1,求在点 x = 3 处的导数。
解析:要求函数在给定点的导数,我们可以使用导数的定义进行计算。
导数表示函数在某一点处的变化率,可以通过求函数的极限来表示。
对于给定的点 x = 3,我们需要计算 x = 3 处的导数,即 f'(3)。
根据导数的定义,我们有:f'(3) = lim (h→0) [f(3+h) - f(3)] / h将函数 f(x) = x^2 + 2x + 1 代入上式,得到:f'(3) = lim (h→0) [(3+h)^2 + 2(3+h) + 1 - (3^2 + 2(3) + 1)] / h= lim (h→0) [9 + 6h + h^2 + 6 + 2h + 1 - 9 - 6 - 1] / h= lim (h→0) [7h + h^2] / h化简上式得:f'(3) = lim (h→0) 7 + h = 7所以,函数 f(x) = x^2 + 2x + 1 在点 x = 3 处的导数为 7。
题目二:求函数的极限已知函数 g(x) = 2x^3 + 5x^2 - 3x,求x → ∞ 时 g(x) 的极限。
解析:要求函数在无穷大时的极限,我们可以分析函数 g(x) 的阶数,找出主导项,来确定极限的值。
由函数 g(x) = 2x^3 + 5x^2 - 3x,可以看出最高次幂为 3,因此主导项为2x^3。
当x 趋近于正无穷时,主导项的值也趋近于正无穷。
所以,极限的值为正无穷。
综上,函数 g(x) = 2x^3 + 5x^2 - 3x 在x → ∞ 时的极限为正无穷。
导数及其应用(理)(一)导数导数的基本知识点:(一).极限的基础知识:1.特殊数列的极限(1)0||1lim 11||11nn q q q q q →∞<⎧⎪==⎨⎪<=-⎩不存在或.(2)1101100()lim ()()k k k k tt t n t t kk t a n a n a a k t b n b n b b k t ---→∞-⎧<⎪+++⎪==⎨+++⎪⎪>⎩不存在 .(3)()111lim11nn a q a S qq→∞-==--(S 无穷等比数列}{11n a q - (||1q <)的和).2. 函数的极限定理lim ()x x f x a →=⇔0lim ()lim ()x x x x f x f x a -+→→==.3.函数的夹逼性定理如果函数f(x),g(x),h(x)在点x 0的附近满足:(1)()()()g x f x h x ≤≤;(2)0lim (),lim ()x x x x g x a h x a →→==(常数),则0lim ()x x f x a →=.本定理对于单侧极限和∞→x 的情况仍然成立.4.几个常用极限 (1)1lim0n n →∞=,lim 0n n a →∞=(||1a <);(2)00lim x x x x →=,0011lim x x x x →=.5.两个重要的极限(1)0sin lim1x x x →=; (2)1lim 1xx e x →∞⎛⎫+= ⎪⎝⎭(e=2.718281845…). 6.函数极限的四则运算法则若0lim ()x x f x a →=,0lim ()x x g x b →=,则(1)()()0lim x x f x g x a b →±=±⎡⎤⎣⎦; (2)()()0lim x x f x g x a b →⋅=⋅⎡⎤⎣⎦; (3)()()()0lim0x x f x ab g x b→=≠. 7.数列极限的四则运算法则 若lim ,lim n n n n a a b b →∞→∞==,则(1)()lim n n n a b a b →∞±=±; (2)()lim n n n a b a b →∞⋅=⋅;(3)()lim0n n na ab b b →∞=≠(4)()lim lim lim n n n n n c a c a c a →∞→∞→∞⋅=⋅=⋅( c 是常数).基本方法和数学思想1.数列极限(1)掌握数列极限的直观描述性定义;(2)掌握数列极限的四则运算法则,注意其适用条件:一是数列{a n }{b n }的极限都存在;二是仅适用于有限个数列的和、差、积、商,对于无限个数列的和(或积),应先求和(或积),再求极限;(3)常用的几个数列极限:C C n =∞→lim (C 为常数);01lim=∞→nn ,0lim =∞→n n q (a <1,q为常数); (4)无穷递缩等比数列各项和公式qa S S nn -==∞→1lim 1(0<1<q )2.函数的极限:(1)当x 趋向于无穷大时,函数的极限为a a x f x f n n ==⇔-∞→+∞→)(lim )(lim(2)当0x x →时函数的极限为a a x f x f x x x x ==⇔+-→→)(lim )(lim 0: (3)掌握函数极限的四则运算法则;3..函数的连续性:(1)如果对函数f(x)在点x=x 0处及其附近有定义,而且还有)()(lim 00x f x f x x =→,就说函数f(x)在点x 0处连续;(2)若f(x)与g(x)都在点x 0处连续,则f(x)±g(x),f(x)g(x),)()(x g x f (g(x)≠0)也在点x 0处连续;(3)若u(x)在点x 0处连续,且f(u)在u 0=u(x 0)处连续,则复合函数f[u(x)]在点x 0处也连续;4..初等函数的连续性:①指数函数、对数函数、三角函数等都属于基初等函数,基本初等函数在定义域内每一点处都连续;②基本初等函数及常数函数经有限次四则运算和复合后所得到的函数,都是初等函数.初等函数在定义域内每一点处都连续;③连续函数的极限运算:如果函数在点x 0处有极限,那么)()(lim 00x f x f x x =→(二)导数的定义:1.导数的概念:函数y =)(x f 的导数)(x f ',就是当Δx →0时,函数的增量Δy 与自变量的增量Δx 的比xy ∆∆的 ,即)(x f '= = .2.导函数:函数y =)(x f 在区间(a, b)内 的导数都存在,就说)(x f 在区间( a, b )内 ,其导数也是(a ,b )内的函数,叫做)(x f 的 ,记作)(x f '或x y ',函数)(x f 的导函数)(x f '在0x x =时的函数值 ,就是)(x f 在0x 处的导数.3.导数的几何意义:设函数y =)(x f 在点0x 处可导,那么它在该点的导数等于函数所表示曲线在相应点),(00y x M 处的 .4.求导数的方法(1) 八个基本求导公式)('C = ; )('n x = ;(n∈Q) )(sin 'x = , )(cos 'x =)('x e = , )('x a = )(ln 'x = , )(log 'x a =(2) 导数的四则运算)('±v u = ])(['x Cf = )('uv = ,)('vu = )0(≠v (3) 复合函数的导数设)(x u θ=在点x 处可导,)(u f y =在点)(x u θ=处可导,则复合函数)]([x f θ在点x 处可导, 且)(x f '= ,即x u x u y y '⋅'='.例题讲解:求极限的方法1.约去零因子求极限例1:求极限11lim 41--→x x x2.分子分母同除求极限例2:求极限13lim 323+-∞→x x x x【注】(1) 一般分子分母同除x 的最高次方;(2) ⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=<∞>=++++++----∞→nm b a n m n m b x b x b a x a x a nnm m mm n n n n x 0lim 011011 3.分子(母)有理化求极限例3:求极限)13(lim 22+-++∞→x x x例4、(1)1lim2n a n n a ∞++=+→,则a =例5、)已知函数f(x)= 23(0(0x x a x +≠⎧⎨=⎩当时)当时) ,点在x=0处连续,则2221lim x an a n n →∞+=+ .例6、(2007湖北理)已知p 和q 是两个不相等的正整数,且2q ≥,则111lim 111pq n n n ∞⎛⎫+- ⎪⎝⎭=⎛⎫+- ⎪⎝⎭→A .0B .1C .pqD .11p q --练习:极限及其运算1.(1)5lim(7)10n n →∞-= ;(2)1lim n n n →∞+= ;(3)2(1)lim (1)n n nn →∞-+= ;(4)1lim ()2x x +→∞= ;(5)21lim()2x x →= ;(6)2211lim 21x x x x →---= ;(7) 24lim()1n n n n →∞--+= ;(8)32lim 32n n n n n →∞+-=;(9)1x →= ;(10)lim )x x +→∞= ;(11)111lim[(1)(1)(1)]23n n n→∞--⋅⋅⋅-= .2.设函数1(0)()0(0)1(0)x x f x x x x +>⎧⎪==⎨⎪-<⎩,则0lim()x f x +→= ; 0lim ()x f x -→= ; 0lim ()x f x →= . 3.已知0a >,则1lim 1n n a →∞+= ;lim 1nnn a a →∞+= .4.下列说法正确的是 A,若()f x =,则lim ()0x f x →∞=; B若()f x 则1lim ()0x f x →=; C 若22()2x x f x x +=+,则2lim ()2x f x →-=-;D,若0)()1(0)x f x x x ≥=+<⎪⎩,则0lim ()0x f x →=.5.下列函数在1x =处没有极限的是A,32()1x x f x x -=- B,3()21g x x =+C,2(1)()0(1)x x h x x ≥⎧=⎨<⎩ D,1(1)()1(1)x x v x x x ->⎧=⎨-+<⎩导数的几何意义应用:一、知识点:1. 函数)(x f y =在点0x 处的导数的几何意义是________________________________.2. 若函数)(x f y =在点0x 处的导数存在,则它所对应的曲线上点))(,(00x f x 处的切线方程是___________________________.3.曲线423+-=x x y 在点(1,3)处的切线的倾斜角为_______.4.曲线12++=x xe y x 在点(0,1)处的切线方程是_______________________.5.曲线2-=x xy 在点1=x 处的切线方程是______________________________. 例题:1.已知函数ax x x f +=32)(与c bx x g +=2)(的图像都过点P(2,0),且在点P 处有相同的切线。
高三总复习极限与导数一、本讲进度极限与导数复习二、本讲要紧内容本章要紧内容是极限和导数的概念与运算法那么,以及导数在几何、函数等方面的应用。
〔1〕极限是本章也是整个微积分的基础概念,它包括数列极限和函数极限,它们差不多上是在无限变化过程中〔n →∞,x →∞或x →x 0〕的变化趋势,这一共同点决定了两类极限有类似的运算性质;假如两个数列〔或函数〕有极限,那么它们的和、差、积、商的极限分不等于这两个数列〔或函数〕的极限的和、差、积、商〔作为除数的数列或函数的极限不能为0〕。
其缘故在于无穷数列{a n }是定义域为N +的专门函数a n =f(n),数列的极限A a Lim n n =∞→是函数极限)x (f Lim x +∞→=A 的特例。
极限概念及运算性质决定了确定极限的两种方法:一是利用数形结合思想,从量变中认识质变的数学思想方法,即极限方法。
利用极限的方法求出了变速直线运动的瞬时速度与曲线上某点的切线方程,并从中抽象出函数的导数概念。
导数是一种专门的函数极限,x)x (f )x x (f Lim)x ('f 000x 0∆-∆+=→∆,x 0变化时,f’(x 0)确实是导函数,二是利用极限的运算法那么,可推导出最常用的导数公式与运算法那么:c’=0〔c 为常数〕,(x n)’=nx n-1〔n ∈N +〕,[f(x)±g(x)]’=f’(x)±g’(x),[cf(x)]’=cf’(x),进一步能够求出所有多项式函数的导数。
〔2〕导数f’(x)是函数平均变化率xy ∆∆的极限x yLim 0x ∆∆→∆,瞬时速度、切线斜率、经济学中的边际成本都与平均变化率有关,因而导数有广泛的作用。
〔3〕本章思想方法①极限思想:在变化中求不变,在运动中求静止的思想;②数形结合思想,如用导数的几何意义及用导数求单调性、极值等。
三、典型例题例1、 求以下极限 〔1〕1n 1n n 39312421Lim--∞→++++++++ 〔2〕1x 21x 1(Lim 21x ---→〕解题思路分析:(1)因分子及分母的次数随n 增大而增加,故不能利用运算性质。
导数经典例题精讲导数知识点导数是一种特殊的极限 几个常用极限:(1)1lim0n n→∞=,lim 0n n a →∞=(||1a <);(2)00lim x x x x →=,0011lim x x x x →=.两个重要的极限:(1)0sin lim 1x x x →=;(2)1lim 1xx e x →∞⎛⎫+= ⎪⎝⎭(e=2.718281845…). 函数极限的四则运算法则:若0lim ()x x f x a →=,0lim ()x xg x b →=,则 (1)()()0lim x x f x g x a b →±=±⎡⎤⎣⎦;(2)()()0lim x x f x g x a b →⋅=⋅⎡⎤⎣⎦;(3)()()()0lim 0x xf x ab g x b→=≠. 数列极限的四则运算法则:若lim ,lim n n n n a a b b →∞→∞==,则(1)()lim n n n a b a b →∞±=±;(2)()lim n n n a b a b →∞⋅=⋅(3)()lim 0n n n a ab b b→∞=≠(4)()lim lim lim n n n n n c a c a c a →∞→∞→∞⋅=⋅=⋅( c 是常数))(x f 在0x 处的导数(或变化率或微商) 000000()()()lim limx x x x f x x f x yf x y x x=∆→∆→+∆-∆''===∆∆. .瞬时速度:00()()()lim limt t s s t t s t s t t tυ∆→∆→∆+∆-'===∆∆. 瞬时加速度:00()()()lim limt t v v t t v t a v t t t∆→∆→∆+∆-'===∆∆. )(x f 在),(b a 的导数:()dy df f x y dx dx ''===00()()lim limx x y f x x f x x x∆→∆→∆+∆-==∆∆. 函数)(x f y =在点0x 处的导数的几何意义函数)(x f y =在点0x 处的导数是曲线)(x f y =在))(,(00x f x P 处的切线的斜率)(0x f ',相应的切线方程是))((000x x x f y y -'=-. 几种常见函数的导数(1) 0='C (C 为常数).(2) '1()()n n x nx n Q -=∈.(3) x x cos )(sin ='.x x sin )(cos -='(4)x x 1)(ln =';e a x xa log 1)(log ='. (5) x x e e =')(; a a a x x ln )(='. 导数的运算法则(1)'''()u v u v ±=±.(2)'''()uv u v uv =+.(3)'''2()(0)u u v uv v v v-=≠. 复合函数的求导法则设函数()u x ϕ=在点x 处有导数''()x u x ϕ=,函数)(u f y =在点x 处的对应点U 处有导数''()u y f u =,则复合函数(())y f x ϕ=在点x 处有导数,且'''x u x y y u =⋅,或写作'''(())()()x f x f u x ϕϕ=.【例题解析】考点1 导数的概念对概念的要求:了解导数概念的实际背景,掌握导数在一点处的定义和导数的几何意义,理解导函数的概念. 例1. ()f x '是31()213f x x x =++的导函数,则(1)f '-的值是 . [考查目的] 本题主要考查函数的导数和计算等基础知识和能力.[解答过程] ()22()2,(1)12 3.f x x f ''=+∴-=-+=故填3.例2.设函数()1x a f x x -=-,集合M={|()0}x f x <,P='{|()0}x f x >,若M P ,则实数a 的取值范围是 ( )A.(-∞,1)B.(0,1)C.(1,+∞)D. [1,+∞)[考查目的]本题主要考查函数的导数和集合等基础知识的应用能力. [解答过程]由0,,1;, 1.1x a x a a x x -<∴<<<<-当a>1时当a<1时()()()//2211,0.11111.x x a x a x a a y y x x x x a ------⎛⎫=∴===> ⎪--⎝⎭--∴> 综上可得M P 时, 1.a ∴>考点2 曲线的切线(1)关于曲线在某一点的切线求曲线y=f(x)在某一点P (x,y )的切线,即求出函数y=f(x)在P 点的导数就是曲线在该点的切线的斜率. (2)关于两曲线的公切线若一直线同时与两曲线相切,则称该直线为两曲线的公切线. 典型例题例3.已知函数3211()32f x x ax bx =++在区间[11)-,,(13],内各有一个极值点. (I )求24a b -的最大值;(II )当248a b -=时,设函数()y f x =在点(1(1))A f ,处的切线为l ,若l 在点A 处穿过函数()y f x =的图象(即动点在点A 附近沿曲线()y f x =运动,经过点A 时,从l 的一侧进入另一侧),求函数()f x 的表达式. 思路启迪:用求导来求得切线斜率. 解答过程:(I )因为函数3211()32f x x ax bx =++在区间[11)-,,(13],内分别有一个极值点,所以2()f x x ax b '=++0=在[11)-,,(13],内分别有一个实根,设两实根为12x x ,(12x x <),则2214x x a b -=-,且2104x x <-≤.于是2044a b <-≤,20416a b <-≤,且当11x =-,23x =,即2a =-,3b =-时等号成立.故24a b -的最大值是16.(II )解法一:由(1)1f a b '=++知()f x 在点(1(1))f ,处的切线l 的方程是(1)(1)(1)y f f x '-=-,即21(1)32y a b x a =++--,因为切线l 在点(1())A f x ,处空过()y f x =的图象, 所以21()()[(1)]32g x f x a b x a =-++--在1x =两边附近的函数值异号,则 1x =不是()g x 的极值点.而()g x 321121(1)3232x ax bx a b x a =++-++++,且22()(1)1(1)(1)g x x ax b a b x ax a x x a '=++-++=+--=-++.若11a ≠--,则1x =和1x a =--都是()g x 的极值点.所以11a =--,即2a =-,又由248a b -=,得1b =-,故321()3f x x x x =--. 解法二:同解法一得21()()[(1)]32g x f x a b x a =-++-- 2133(1)[(1)(2)]322a x x x a =-++-+. 因为切线l 在点(1(1))A f ,处穿过()y f x =的图象,所以()g x 在1x =两边附近的函数值异号,于是存在12m m ,(121m m <<).当11m x <<时,()0g x <,当21x m <<时,()0g x >; 或当11m x <<时,()0g x >,当21x m <<时,()0g x <.设233()1222a a h x x x ⎛⎫⎛⎫=++-+ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,则 当11m x <<时,()0h x >,当21x m <<时,()0h x >; 或当11m x <<时,()0h x <,当21x m <<时,()0h x <. 由(1)0h =知1x =是()h x 的一个极值点,则3(1)21102ah =⨯++=, 所以2a =-,又由248a b -=,得1b =-,故321()3f x x x x =--. 例4.若曲线4y x =的一条切线l 与直线480x y +-=垂直,则l 的方程为( )A .430x y --=B .450x y +-=C .430x y -+=D .430x y ++=[考查目的]本题主要考查函数的导数和直线方程等基础知识的应用能力.[解答过程]与直线480x y +-=垂直的直线l 为40x y m -+=,即4y x =在某一点的导数为4,而34y x '=,所以4y x =在(1,1)处导数为4,此点的切线为430x y --=. 故选A.例5.过坐标原点且与x 2+y 2 -4x +2y +25=0相切的直线的方程为 ( )A.y =-3x 或y =31x B. y =-3x 或y =-31x C.y =-3x 或y =-31x D. y =3x 或y =31x[考查目的]本题主要考查函数的导数和圆的方程、直线方程等基础知识的应用能力. [解答过程]解法1:设切线的方程为,0.y kx kx y =∴-= 又()()()22521,2,1.2x y -++=∴-圆心为222151,3830., 3.231k k k k k k +∴=∴+-=∴==-+ 1,3.3y x y x ∴==-或故选A.解法2:由解法1知切点坐标为1331(,),,,2222⎛⎫- ⎪⎝⎭由 ()()//22////113231(,)(,)22225(2)1,22(2)210,2.113,.313,.3x xx x x x x y x y y x y y k y k y y x y x -⎛⎫⎡⎤-++= ⎪⎣⎦⎝⎭∴-++=-∴=-+∴==-==∴=-=故选A.例6.已知两抛物线a x y C x x y C +-=+=2221:,2:, a 取何值时1C ,2C 有且只有一条公切线,求出此时公切线的方程. 思路启迪:先对a x y C x x y C +-=+=2221:,2:求导数.解答过程:函数x x y 22+=的导数为22'+=x y ,曲线1C 在点P(12112,x x x +)处的切线方程为))(2(2)2(11121x x x x x y -+=+-,即 211)1(2x x x y -+= ①曲线1C 在点Q ),(222a x x +-的切线方程是)(2)(222x x x a x y --=+--即a x x x y ++-=2222 ② 若直线l 是过点P 点和Q 点的公切线,则①式和②式都是l 的方程,故得1,1222121+=--=+x x x x ,消去2x 得方程,0122121=+++a x x若△=0)1(244=+⨯-a ,即21-=a 时,解得211-=x ,此时点P 、Q 重合.∴当时21-=a ,1C 和2C 有且只有一条公切线,由①式得公切线方程为14y x =- .考点3 导数的应用中学阶段所涉及的初等函数在其定义域内都是可导函数,导数是研究函数性质的重要而有力的工具,特别是对于函数的单调性,以“导数”为工具,能对其进行全面的分析,为我们解决求函数的极值、最值提供了一种简明易行的方法,进而与不等式的证明,讨论方程解的情况等问题结合起来,极大地丰富了中学数学思想方法.复习时,应高度重视以下问题:1.. 求函数的解析式;2. 求函数的值域;3.解决单调性问题;4.求函数的极值(最值);5.构造函数证明不等式. 典型例题例7.函数)(x f 的定义域为开区间),(b a ,导函数)(x f '在),(b a 内的图象如图所示,则函数)(x f 在开区间),(b a 内有极小值点( )A .1个B .2个C .3个D . 4个[考查目的]本题主要考查函数的导数和函数图象性质等基础知识的应用能力. [解答过程]由图象可见,在区间(,0)a 内的图象上有一个极小值点. 故选A.例8 .设函数32()2338f x x ax bx c =+++在1x =及2x =时取得极值. (Ⅰ)求a 、b 的值;(Ⅱ)若对于任意的[03]x ∈,,都有2()f x c <成立,求c 的取值范围.思路启迪:利用函数32()2338f x x ax bx c =+++在1x =及2x =时取得极值构造方程组求a 、b 的值.abxy)(x f y '=O解答过程:(Ⅰ)2()663f x x ax b '=++,因为函数()f x 在1x =及2x =取得极值,则有(1)0f '=,(2)0f '=.即6630241230a b a b ++=⎧⎨++=⎩,.解得3a =-,4b =.(Ⅱ)由(Ⅰ)可知,32()29128f x x x x c =-++,2()618126(1)(2)f x x x x x '=-+=--.当(01)x ∈,时,()0f x '>; 当(12)x ∈,时,()0f x '<; 当(23)x ∈,时,()0f x '>.所以,当1x =时,()f x 取得极大值(1)58f c =+,又(0)8f c =,(3)98f c =+. 则当[]03x ∈,时,()f x 的最大值为(3)98f c =+. 因为对于任意的[]03x ∈,,有2()f x c <恒成立,所以 298c c +<, 解得 1c <-或9c >, 因此c 的取值范围为(1)(9)-∞-+∞,,.例9.函数y x x =+-+243的值域是_____________.思路启迪:求函数的值域,是中学数学中的难点,一般可以通过图象观察或利用不等式性质求解,也可以利用函数的单调性求出最大、最小值。
高中数学第十三、四章极限与导数章节知识点与05年高考试题一、知识结构:【知识网络】【学法点拨】1.注意“函数f(x)在点x0处的导数f '(x0)”与“函数f(x)在开区间(a,b)内的导数f'(x)”之间的区别与联系.2.求函数单调区间的步骤为:(1)确定函数的定义域;(2)求导数f'(x);(3)解不等式f'(x)>0,得f(x)的递增区间;解不等式f'(x)<0,得f(x)的递减区间.3.求可导函数极值的步骤:(1)求导函数f ' (x);(2)求方程f ' (x)=0的根;(3)检查f '(x)在方程根左右的符号,如果左正右负,那么f(x)在这个根处取得极大值;如果左负右正,那么f(x)在这个根处取得极小值.二、基本知识点:数学归纳法:1.数学归纳法证题的关键是一凑假设,二凑结论;数学归纳法证明问题过程中,归纳假设一定要起到条件的作用,即证明n=k+1成立时必须用到归纳假设这一条件.2.用数学归纳法证明整除性问题,关键在于n=k成立推n=k+1成立过程中归纳假设的运用,一般通过整体凑假设的手段进行代数式的变形.3.利用数学归纳法证明几何问题应特别注意语言叙述准确,清楚,一定要讲清从n=k到n=k+1时,新增加量是多少,一般地,证明第二步时常用的方法是加一法,即在原来k的基础上,再增加一个,也可以从k+1个中分出1个来,剩下的k个利用假设.4.猜想,归纳能培养探索问题的能力,所以成为高考的重点,应引起足够的重视,此类问题可分为归纳性问题和存在性问题,解归纳问题,需要从特殊情况入手,通过观察,分析,归纳,猜想,探索一般规律,其关键在于正确的归纳,猜想.数列的极限 1. 求数列极限的基本类型1)()()n f n limg n →∞型,分子,分母同除以n 的最高次幂 2) 含有n 的无理形式,利用分子或分母有理化.3)指数行数列极限,如n 1n n 1n+1n a b lim a b ++→∞-+,分子,分母同除以n 1a +或n 1b +转化为()n n lim q =0q <1→∞.4) 求和型,需要先求和(利用等差,比数列的前n 项和或裂项法求和等),然后求极限. 2.无穷递缩等比数列各项的和1a =1-qS ,关键是确定1a q 和. 3. 注意极限与数列等内容的综合应用. 函数的极限及连续性1. 求函数极限的常见方法有: 1)直接代入发; 2)对型的极限计算,应通过根式有理化或因式分解,约去零因子. 3) 对∞∞型的极限计算,通常是分子,分母同除以分母的最高次幂. 4)∞-∞型,主要是通过通分,分子,分母有理化转化为00型或∞∞型. 5)分段函数的函数极限计算,通过计算左右极限来求.2已知极限求参数值,主要运用求函数极限的方法建立参数的有关等式求解. 3求函数的极限,判断函数的连续性,注意画函数的图像,通过图像的直观性解题. 导数的概念及运算 1. 函数求导的常用方法及应注意的问题:1)复合函数的求导问题,关键是分析好函数的复合关系,合理选择中间变量从外到内逐项求导.2) 对于复杂函数求导问题,应先分解函数,使之成为初等函数的复合,然后应用公式,函数的四则运算求导法则和复合函数求导法则进行求导,注意计算的准确性.3) 对于较复杂的函数,在求导前可以先对函数解析式进行化简,然后求导. 4)对于形如()()222x lnx 3fx =32log x e++的函数求导,应先求出函数解析式,然后求导. 5) 两边对x 求导,特别要注意y 是x 的函数.6)隐函数的导数表达式中常包含x,y 两个变量,如x y=x (x>0)它的导数:由原式lny=xlnx '1y =ln x 1y∴⋅+故()'x y =x ln ex 2对于抽象函数问题,常常利用导数的定义来解题,用定义求导的一般步骤为: 求函数的增量()()y=fx+x f x - ;求平均变化率()()f x+x f x y =x x- ;取极限,得导数()'y f x =limxx → 2. 注意导数的两个实际背景:切线的斜率和瞬时速度,出现上述问题常利用导数来解决. 导数的应用(一)1. 求函数的单调区间的具体步骤为:确定()f x 的定义域;计算导数()'f x ;求出()'0f x =的根;用()'0f x =的根将()f x 的定义域分成若干区间,列表考查这若干个区间内()'f x 的符号,进而确定()f x 的单调区间.2. 若()f x 在(),a b ,(),b c 上单调递增(减)又()f x 在x=b 处连续,则()f x 在(),a c 上单调递增(减) 3. 求函数极值的步骤: 1)求导数()'f x ;2) 求出()'0f x =或()'f x 不存在的所有的点;3) 检查上面求出的是x 的两侧导数的符号,如果左正右负,那么()f x 在这个点处取极大值;如果左负右正,那么()f x 在该点处取极小值.导数的应用(二) 1.连续函数()f x 在[],a b 上有最大值和最小值,求最值的一般步骤:求极值;把极值和()f a ,()f b 相比较,最大的一个为最大值,最小的一个为最小值.2.解决实际应用问题的关键在于建立数学模型和目标函数,把问题情景译为数学语言,找出问题的主要关系,并把问题的主要关系近似化,形式化,抽象成数学问题,再化归为常规问题,选择合适的数学方法求解. 3.证明不等式也是导数应用之一,把不等式问题转化为函数问题,然后利用函数的单调性,最值去解决.4.参数讨论问题,一般要对参数进行分类讨论,分类讨论时要注意:分类讨论的依据;分类讨论要不重不漏.三、巩固练习(2005年高考试题): 1.(2005年湖北卷理)若1)11(lim 21=---→x bx a x ,则常数a ,b 的值为 ( C ) A .a=-2,b=4 B .a=2,b=-4 C .a=-2,b=-4 D .a=2,b=4 2.(2005年广东卷)23lim9x x x →∞+=- ( A )1()6A - ()0B 1()6C 1()3D3.(2005年广东卷)已知数列}{n x 满足,...4,3),(21,22112=+==--n x x x x x n n n 。
函数极限题库及答案详解1. 求极限 \(\lim_{x \to 0} \frac{\sin x}{x}\)。
答案:根据洛必达法则,当 \(x \to 0\) 时,分子分母同时趋向于0,可以应用洛必达法则。
对分子分母同时求导,得到 \(\lim_{x \to 0}\frac{\cos x}{1} = 1\)。
2. 求极限 \(\lim_{x \to \infty} \frac{3x^2 + 2x + 1}{x^2 +5}\)。
答案:当 \(x \to \infty\) 时,分子和分母的高次项将主导极限的值。
因此,\(\lim_{x \to \infty} \frac{3x^2}{x^2} = 3\)。
3. 求极限 \(\lim_{x \to 2} \frac{x^2 - 4}{x - 2}\)。
答案:这是一个0/0的不定式,可以进行因式分解,分子可以分解为\((x - 2)(x + 2)\),因此原式变为 \(\lim_{x \to 2} (x + 2)\),结果为4。
4. 求极限 \(\lim_{x \to 0} \frac{e^x - 1}{x}\)。
答案:根据e的泰勒展开式,\(e^x = 1 + x + \frac{x^2}{2!} +\frac{x^3}{3!} + \cdots\),当 \(x \to 0\) 时,高阶项可以忽略,因此 \(\lim_{x \to 0} \frac{e^x - 1}{x} = 1\)。
5. 求极限 \(\lim_{x \to 0} \frac{1 - \cos x}{x^2}\)。
答案:根据泰勒展开,\(\cos x = 1 - \frac{x^2}{2!} +\frac{x^4}{4!} - \cdots\),因此 \(\lim_{x \to 0} \frac{1 -\cos x}{x^2} = \lim_{x \to 0} \frac{-\frac{x^2}{2!} +\text{高阶项}}{x^2} = -\frac{1}{2}\)。
知识网数学归纳法、数列的极限与运算1.数学归纳法:(1)由特殊事例得出一般结论的归纳推理方法,通常叫做归纳法.归纳法包含不完全归纳法和完全归纳法.①不完全归纳法:根据事物的部分(而不是全部)特殊事例得出一般结论的推理方法.②完全归纳法: 根据事物的所有特殊事例得出一般结论的推理方法数学归纳法常与不完全归纳法结合起来使用,用不完全归纳法发现规律, 用数学归纳法证明结论.(2)数学归纳法步骤:①验证当n取第一个n时结论()P n成立;②由假设当n k=(,k N k n+∈≥)时,结论()P k成立,证明当1n k=+时,结论(1)P k+成立;根据①②对一切自然数n n≥时,()P n都成立.2.数列的极限(1)数列的极限定义:如果当项数n无限增大时,无穷数列{}n a的项n a无限地趋近于某个常数a(即na a-无限地接近于),那么就说数列{}na以a为极限,或者说a是数列{}na的极限.记为limnna a→∞=或当n→∞时,na a→.(2)数列极限的运算法则: 如果{}n a、{}n b的极限存在,且lim,limn nn na ab b→∞→∞==,那么lim()n nna b a b→∞±=±;lim();n nna b a b→∞⋅=⋅lim(0)nnna abb b→∞=≠特别地,如果C是常数,那么lim()lim limn nn n nC a C a Ca→∞→∞→∞⋅=⋅=.⑶几个常用极限: ①limnC C→∞=(C 为常数)②lim0nan→∞=k(,a k 均为常数且N*∈k)③(1)1lim0(1)(1或1)不存在nnqq qq q④首项为1a,公比为q(1q<)的无穷等比数列的各项和为lim1nnaSq→∞=-.注:⑴并不是每一个无穷数列都有极限.⑵四则运算法则可推广到任意有限个极限的情况,但不能推广到无限个情况.数学归纳法、数列的极限与运算例 1. 某个命题与正整数有关,若当)(*Nkkn∈=时该命题成立,那么可推得当=n1+k时该命题也成立,现已知当5=n时该命题不成立,那么可推得()(A)当6=n时,该命题不成立(B)当6=n时,该命题成立(C)当4=n时,该命题成立(D)当4=n时,该命题不成立例2.用数学归纳法证明:“)1(111212≠--=++++++aaaaaann”在验证1=n时,左端计算所得的项为 ( ) (A)1 (B)a+1 (C)21aa++ (D)321aaa+++例3.2221lim2nnn→∞-+等于( ) (A)2 (B)-2 (C)-21(D)21例4. 等差数列中,若nnSLim∞→存在,则这样的数列( )(A)有且仅有一个(B)有无数多个 (C)有一个或无穷多个(D)不存在例5.lim(1)nn n n→∞+-等于( ) (A)13(B)0 (C)12(D)不存在例6.若2012(2)n nnx a a x a x a x+=++++,12n nA a a a=+++,则2lim83nnnAA→∞-=+( )(A)31-(B)111(C)41(D)81-例7. 在二项式(13)nx+和(25)nx+的展开式中,各项系数之和记为,,n na b n是正整数,则2lim34n nnn na ba b→∞--=.例8. 已知无穷等比数列{}n a的首项Na∈1,公比为q,且nnaaaSNq+++=∈21,1,且3lim=∞→nnS,则=+21aa_____ .例9. 已知数列{na}前n项和11(1)n n nS bab=-+-+, 其中b是与n无关的常数,且0<b<1,若limnnS→∞=存在,则limnnS→∞=________.例10.若数列{na}的通项21na n=-,设数列{nb}的通项11nnba=+,又记nT是数列{nb}的前n项的积.(Ⅰ)求1T,2T,3T的值;(Ⅱ)试比较nT与1+na的大小,并证明你的结论.例 1.D 2.C 例 3.A 例 4.A例 5.C将分子局部有理化,原式=11lim lim21111n nnn nn→∞→∞==++++例6.A例7.12例8.38例9.1 例10(见后面)导数例21. f(x)=ax3+3x2+2,若(1)4f'-=,则a的值等于( )(A)319(B)316(C)313(D)310例22. f(x)与g(x)是定义在R上的两个可导函数,若f(x)、g(x)满足f ′(x)=g′(x),则( )(A)f(x)=g(x) (B)f(x)-g(x)为常数函数(C)f(x)=g(x)=0 (D)f(x)+g(x)为常数函数例23. 设函数f(x)在定义域内可导,y=f(x)的图象如右图所示,则导函数y=f'(x)的图象可能为( )例24. 已知曲线S:y=3x-x3及点(2,2)P-,则过点P可向S引切线的条数为( )(A)0 (B)1 (C)2 (D)3例25. 函数cos siny x x x=-在下面哪个区间内是增函数()3()(,)22Aππ()(,2)Bππ35()(,)22Cππ()(2,3)Dππ例26. y=2x3-3x2+a的极大值为6,那么a等于( )(A)6 (B)0 (C)5 (D)1例27. 函数f(x)=x3-3x+1在闭区间[-3,0]上的最大值、最小值分别是( )(A)1,-1 (B)3,-17 (C)1,-17 (D)9,-19例28.设l1为曲线y1=si nx在点(0,0)处的切线,l2为曲线y2=cos x在点(2π,0)处的切线,则l1与l2的夹角为___________.例29. 设函数f(x)=x3+ax2+bx-1,若当x=1时,有极值为1,则函数g(x)=x3+ax2+bx的单调递减区间为.例30.已知函数32()(,)f x x ax b a b R=-++∈(Ⅰ)若函数)(xf图像上任意一点处的切线的斜率小于1,求证:33a-<<;(Ⅱ)若[]0,1x∈,函数()y f x=图像上任意一点处的切线的斜率为k,试讨论1k≤的充要条件。
数学基础知识与典型例题(第十一章函数极限与导数)答案例10. [解](1)21na n=-,∴11111112211T ba==+=+=⨯-21221182(1)2(1)2213T b ba=⋅=⋅+=+=⨯-,31233818116(1)(1)332315T b b ba=⋅⋅=+=+=⨯-(2)由(1)中可猜想得T n>1+na;只须证明对于*n N∈111(11)(1)(1)(1)213521nn+++++-设n=1时,左=1+1=2,右=3,∵2>3,故原不等式成立;假设n=k(k≥1)时,原不等式成立,即12)1211()511)(311)(11(+>-++++kk,当n=k+1时,不等式左边为11111(11)(1)(1)(1)[1]21(1)35212(1)121kk k k+++++++-+-+12121(1)2)21kk kk+++=++,不等式的右边为32+k,只须得出)22(1212+++kkk>32+k,事实上2212)kk⎫++⎪⎪⎝⎭-(223k+=22484(483)21k k k kk++-+++=121k+>0,故)22(1212+++kkk>32+k成立,从而1111(11)(1)(1)(1)[1]35212(1)1k k+++++-+->32+k。
即n=k+1时不等式也成立,∴对于n∈N,则有111(11)(1)(1)(1)213521nn+++++-.例20. 解:x=0是此分段函数的分界点,而lim()xf x→存在的充要条件是lim()xf x-→与lim()xf x+→都存在且相等。
∴lim()xf x-→=lim(cos1)xx-→+=2,lim()xf x+→=lim(sin)xa xb b+→+=,∴当b=2,a取任意实数时,lim()xf x→存在,其值为2.例21.D 例22.B 例23.D例24. C设S上的切点00(,)x y求导数得斜率,过点P可求得:200(1)(2)0x x+-=.例25.B 例26.A例27.B 例28. 90°例29. [ 1,35](写开区间也可以)例30.本题考查(1)导数的几何意义(2)恒成立问题中参数取值范围的求法.(3)分析问题解决问题的能力.需要学生熟练掌握求最值的方法.解:(1)依题意,由32()f x x ax b=-++,则2()32f x x ax'=-+.又函数)(xf图像上任意一点切线的斜率小于1,即2()321f x x ax'=-+<亦即23210x ax-+>对任意的x R∈恒成立. 故24120a∆=-<,即33a<<(2)由题可知,原问题等价于2()321f x x ax'=-+≤对[]0,1x∈恒成立.当0x=时,显然有(0)01f'=≤,故当(0,1]x∈时21321x ax--+≤≤,从而11323x a xx x-+≤≤(※)对(0,1]x∈恒成立. 令11()3,()3u x x v x xx x=-=+.则可知1()3u x xx=-在(0,1]上递增,故max()(1)2u x u==1()323v x xx=+≥3(0,1]x,故min()23v x=要使(※)恒成立只须max min()2()u x a v x≤≤,即13a≤1k≤在[]0,1x∈的充要条件.。