高三数学复习函数的连续性
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第四节 函数的连续性及极限的应用
1.函数在一点连续的定义: 如果函数f(x)在点x=x0处有定义,0limxxf(x)存在,且0limxxf(x)=f(x0),那么函数f(x)在点x=x0处连续.
2..函数f(x)在点x=x0处连续必须满足下面三个条件.
(1)函数f(x)在点x=x0处有定义;
(2)0limxxf(x)存在;
(3)0limxxf(x)=f(x0),即函数f(x)在点x0处的极限值等于这一点的函数值.
如果上述三个条件中有一个条件不满足,就说函数f(x)在点x0处不连续.那根据这三个条件,我们就可以给出函数在一点连续的定义.
3.函数连续性的运算:
①若f(x),g(x)都在点x0处连续,则f(x)±g(x),f(x)•g(x),)()(xgxf(g(x)≠0)也在点x0处连续。
②若u(x)都在点x0处连续,且f(u)在u0=u(x0)处连续,则复合函数f[u(x)]在点x0处连续。
4.函数f(x)在(a,b)内连续的定义:
如果函数f(x)在某一开区间(a,b)内每一点处连续,就说函数f(x)在开区间(a,b)内连续,或f(x)是开区间(a,b)内的连续函数.
f(x)在开区间(a,b)内的每一点以及在a、b两点都连续,现在函数f(x)的定义域是[a,b],若在a点连续,则f(x)在a点的极限存在并且等于f(a),即在a点的左、右极限都存在,且都等于f(a), f(x)在(a,b)内的每一点处连续,在a点处右极限存在等于f(a),在b点处左极限存在等于f(b).
5.函数f(x)在[a,b]上连续的定义:
如果f(x)在开区间(a,b)内连续,在左端点x=a处有axlimf(x)=f(a),在右端点x=b处有bxlimf(x)=f(b),就说函数f(x)在闭区间[a,b]上连续,或f(x)是闭区间[a,b]上的连续函数.
6. 最大值最小值定理
如果f(x)是闭区间[a,b]上的连续函数,那么f(x)在闭区间[a,b]上有最大值和最小值
7.特别注意:函数f(x)在x=x0处连续与函数f(x)在x=x0处有极限的联系与区别。“连续必有极限,有极限未必连续。”
二、 问题讨论
●点击双基
1.f(x)在x=x0处连续是f(x)在x=x0处有定义的_________条件.
A.充分不必要 B.必要不充分
C.充要 D.既不充分又不必要
解析:f(x)在x=x0处有定义不一定连续.
答案:A 2.f(x)=xxπcosπcos的不连续点为
A.x=0
B.x=122k(k=0,±1,±2,…)
C.x=0和x=2kπ(k=0,±1,±2,…)
D.x=0和x=122k(k=0,±1,±2,…)
解析:由cosxπ=0,得xπ=kπ+2π(k∈Z),∴x=)(122Zkk.
又x=0也不是连续点,故选D
答案:D
3.下列图象表示的函数在x=x0处连续的是
xyOx0xyOx0xyOx0xyOx0①②③④
A.① B.②③ C.①④
D.③④
答案:A
4.四个函数:①f(x)=x1;②g(x)=sinx;③f(x)=|x|;④f(x)=ax3+bx2+cx+d.其中在x=0处连续的函数是____________.(把你认为正确的代号都填上)
答案:②③④
例1:讨论下列函数在给定点或区间上的连续性
)0(1)0(11)()1(11xxeexfxx ,点x=0;
)1(4)1(2)()2(2xxxxxf,点x=-1。
解:(1)当x→0-时,x1,0lim10xxe,因此0limx1111xxee=-1,
而0limx1111xxee=0limx)121(1xe=1,∵)(lim)(lim00xfxfxx,
∴)(xf在x=0处极限不存在,因此)(xf在x=0处不连续。
(2)∵3)2(lim)(lim211xxfxx,)(lim1xfx3)4(lim1xx,3)1(f,∴)1(3)(lim1fxfx,因此函数)(xf在x=-1处连续。
【思维点拨】函数在某点连续当且仅当函数在该点左、右连续(闭区间的端点例外)。 2.(2081)(1),00,3Px例优化例1 (x>0)讨论函数f(x)=0 (x=0)在点处的连续性-1 (x<0)x(2)讨论函数f(x)=在区间上的连续性x-3剖析:(1)需判断0limxf(x)=0limxf(x)=f(0).
(2)需判断f(x)在(0,3)上的连续性及在x=0处右连续,在x=3处左连续.
解:(1)∵0limxf(x)=-1, 0limxf(x)=1,
0limxf(x)≠0limxf(x),
∴0limxf(x)不存在.∴f(x)在x=0处不连续.
(2)∵f(x)在x=3处无定义,
∴f(x)在x=3处不连续.
∴f(x)在区间[0,3]上不连续.
练习:讨论函数24)(2xxxf的连续性;适当定义某点的函数值,使)(xf在区间(-3,3)内连续。
解:显然函数的定义域为),2()2,(,当2x时,2)(xxf,
∴)(xf在)2,(上连续,在),2(上连续。而)(xf在2x处不连续。
又∵4)2(lim24lim222xxxxx,不妨设4)2(f,
于是)2(4)2(24)(2xxxxxf此时,)(xf在区间(-3,3)内连续。 3.(2082)Paxx例优化例e (x0)设函数f(x)= (x0)当a为何值时,函数f(x)是连续的
解:0limxf(x)= 0limx(a+x)=a, 0limxf(x)=0limxex=1,而f(0)=a,故当a=1时,
0limxf(x)=f(0),
即说明函数f(x)在x=0处连续,而在x≠0时,f(x)显然连续,于是我们可判断当a=1时,
f(x)在(-∞,+∞)内是连续的.
评述:分段函数讨论连续性,一定要讨论在“分界点”的左、右极限,进而断定连续性.
例4.如图,在大沙漠上进行勘测工作时,先选定一点作为坐标原点,然后采用如下方法:从原点出发,在x轴上向正方向前进a(a>0)个单位后,向左转900,前进ar
(0 (1) 若有一小分队出发后与设在原点处的大本营失去联系,且可以断定此小分队的行动与原定方案相同,则大本营在何处寻找小分队? (2) 若其中的r 为变量,且0 备用: 例题:利用连续函数的图象特征,判断方程:01523xx是否存在实数根。 解:设152)(3xxxf,则)(xf在R上连续,又038)3(,1)0(ff,因此在[-3,0]内必存在点x0使得0)(0xf,所以x0是方程01523xx的一个实数根,因此方程01523xx有实根。 【思维点拨】要判断方程是否有实根,即判断对应的连续函数)(xfy的图象是否与x轴有交点。 五、小结 1.函数f(x)在x=x0处连续必须具备三个条件:Ⅰ)函数f(x)在x=x0处及其附近有定义;Ⅱ)函数f(x)在x=x0处有极限;Ⅲ)函数f(x)在x=x0处的极限值等于这一点处的函数值f(x0)。 2.如果函数f(x)在闭区间[a,b]上是连续函数,那么函数f(x)在闭区间[a,b]上有最大值和最小值。 六、课后作业: