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一元函数有界性的探讨作者：刘金魁张利巧来源：《文存阅刊》2019年第10期摘要：有界性是函数的四大性质之一，是初等数学和高等数学中研究函数性态的重要工具之一。
本文主要研究一元函数的局部有界性和整体有界性，总结相关的结论，加深学生对函数有界性的认识和学习。
关键词：函数;有界性1.引言函数是描述客观世界变化规律的重要工具之一，有界函数又是数学分析和高等数学中非常重要的一类函数。
在函数的若干性质中，有界性是函数的一种最基本的性质之一。
函数极限的存在性、连续性、可微性，以及中值定理、积分等问题，都是与函数的有界性有着一定联系的，特别是闭区间上连续函数的有界性定理又是最值定理和介值定理等重要定理的理论基础. 因此，函数的有界性具有非常重要的研究意义。
2.函数有界性的定义定义1 [1]：设f为定义在D上的函数，若存在数M（L），使得对每一个x∈D有f（x）≤M（f（x）≥L），则称f为D上的有上（下）界函数，M（L）称为f在D上的一个上（下）界。
定义2 [1]：设f为定义在D上的函数，若存在正数M，使得对每一个x∈D有|f（x）|≤M，则称f为D上的有界函数.注意：函数f在D上有界，则f在D既有上界又有下界，且值域f（D）是一个有界集。
3.函数有界性的若干结论定理1 [1]（局部有界性）若f（x）存在，则f在x0的某空心邻域U°（x0）内有界。
定理2[1]（有界性定理）若f在闭区间[a，b]上连续，则f在闭区间[a，b]上有界。
定理3; 若f在（a，b]上连续，且f（x）存在，则在区间（a，b]上有界。
证明：已知f（x），根据单侧极限的定义及定理1可知，存在一个正数δ<b-a，使得f在（a，a+δ）有界;又f在[a+δ，b]连续，根据定理2可知，f在[a+δ，b]有界。
综上所述，函数f 在区间（a，b]上有界，同理可得下面结论：推论1 若f在（a，b）上连续，且f（x）与f（x）存在，则在区间上有界。
函数四大性质综合讲义1．函数的单调性(1)单调函数的定义自左向右看图象是上升的自左向右看图象是下降的单调区间的定义如果函数y＝f(x)在区间D上是增函数或减函数，那么就说函数y＝f(x)在这一区间具有(严格的)单调性，区间D叫做y＝f(x)的单调区间．2．函数的最值3.（一）对称轴1.概念：如果一个函数的图像沿着一条直线对折，直线两侧的图像能够完全重合，则称函数具备对称性中的轴对称，该直线称为函数的对称轴。
2.常见函数的对称轴①常数函数：既是轴对称又是中心对称，其中直线上的所有点均为它的对称中心，与该直线相垂直的直线均为它的对称轴②一次函数：既是轴对称又是中心对称，其中直线上的所有点均为它的对称中心，与该直线相垂直的直线均为它的对称轴③二次函数：是轴对称，不是中心对称，其对称轴方程为x=-b/(2a)④反比例函数：既是轴对称又是中心对称，其中原点为它的对称中心，y=x与y=-x均为它的对称轴⑤指数函数：既不是轴对称，也不是中心对称⑥对数函数：既不是轴对称，也不是中心对称⑦幂函数：显然幂函数中的奇函数是中心对称，对称中心是原点；幂函数中的偶函数是轴对称，对称轴是y轴；而其他的幂函数不具备对称性⑧正弦函数：既是轴对称又是中心对称，其中（kπ，0）是它的对称中心，x=kπ+π/2是它的对称轴⑨正弦型函数：正弦型函数y=Asin(ωx+φ)既是轴对称又是中心对称，只需从ωx+φ=kπ中解出x，就是它的对称中心的横坐标，纵坐标当然为零；只需从ωx+φ=kπ+π/2中解出x，就是它的对称轴；需要注意的是如果图像向上向下平移，对称轴不会改变，但对称中心的纵坐标会跟着变化⑩余弦函数：既是轴对称又是中心对称，其中x=kπ是它的对称轴，（kπ+π/2，0）是它的对称中心⑾正切函数：不是轴对称，但是是中心对称，其中（kπ/2，0）是它的对称中心，容易犯错误的是可能有的同学会误以为对称中心只是（kπ,0）⑿对号函数：对号函数y=x+a/x(其中a>0)因为是奇函数所以是中心对称，原点是它的对称中心。
2015考研数学导学班辅导讲义高等数学部分第一章极限与连续第一部分函数的初等特性1、函数的奇偶性—设函数)(x f 的定义域关于原点对称，若)()(x f x f =−，称)(x f 为偶函数；若)()(x f x f −=−，称)(x f 为奇函数。
【例1】判断函数)1ln()(2x x x f ++=的奇偶性，并求其反函数。
2、函数的周期性—设)(x f 的定义域为D ，若存在0>T ，使得对任意的D x ∈，有D T x ∈+且)()(x f T x f =+，称)(x f 为周期函数。
【例2】讨论函数][)(x x x f −=的周期性。
3、函数的单调性—设对任意的D x x ∈21,且21x x <，有)()(21x f x f <，称)(x f 在D 上为单调增函数，反之称为单调减函数。
4、函数的有界性—若存在0>M ，对任意的D x ∈，有M x f ≤|)(|，称)(x f 在D 上有界。
第二部分极限一、定义1、极限的定义（1）数列极限(N −ε)—若对任意的0>ε，总存在0>N ，当N n >时，有ε<−||A a n 成立，称数列}{n a 以A 为极限，记为A a n n =∞→lim 。
（2）函数)(x f 当a x →时的极限（δε−）—若对任意的0>ε，总存在0>δ，当δ<−<||0a x 时，有ε<−|)(|A x f 成立，称A 为)(x f 当a x →时的极限，记为A x f ax =→)(lim 。
（3）函数)(x f 当∞→x 时的极限（X −ε）—若对任意的0>ε，存在0>X ，当X x >||时，有ε<−|)(|A x f成立，称A 为)(x f 当∞→x 时的极限，记为A x f x =∞→)(lim 。
【注解】（1）a x →的含义为⎩⎨⎧+→−→≠a x a x ax 和。
第一章函数与极限〔考研必考章节，其中求极限是本章最重要的内容，要掌握求极限的集中方法〕第一节映射与函数〔一般章节〕一、集合〔不用看〕二、映射〔不用看)三、函数(了解〕注：P1--5 集合部分只需简单了解P5--7不用看P7--17 重点看一下函数的四大性态：单调、奇偶、周期、有界P17--20 不用看P21 习题1.11、2、3大题均不用做4大题只需做〔3〕〔5〕〔7〕〔8〕5--9 均做10大题只需做〔4〕〔5〕〔6〕11大题只需做〔3〕〔4〕〔5〕12大题只需做〔2〕〔4〕〔6〕13做14不用做15、16重点做17--20应用题均不用做第二节数列的极限〔一般章节本章用极限定义证的题目考纲不作要求，可不看〕一、数列极限的定义〔了解〕二、收敛极限的性质〔了解〕P26--28 例1、2、3均不用证p28--29 定理1、2、3的证明不用自己证但要会理解P30 定理4不用看P30--31 习题1-21大题只需做〔4〕〔6〕〔8〕2--6均不用做第三节〔一般章节〕〔标题不再写了对应同济六版教材标题〕一、〔了解〕二、〔了解〕P33--34 例1、2、3、4、5只需大概了解即可P35 例6 要会做例7 不用做P36--37 定理2、3证明不用看定理3’4〞完全不用看p37习题1--31--4 均做5--12 均不用做第四节〔重要〕一、无穷小〔重要〕二、无穷大〔了解〕p40 例2不用做 p41 定理2不用证p42习题1--41做 2--5 不全做 6 做 7--8 不用做第五节(注意运算法则的前提条件是各自存在)p43 定理1、2的证明要理解p44推论1、2、3的证明不用看p48 定理6的证明不用看p49 习题1--51题只需做(3)(6)(7)(8)(10)(11)(13)(14) 2、3要做4、5重点做6不做第六节极限存在准则(重要) 两个重要极限(重要两个重要极限要会证明p50 准则1的证明要理解p51 重要极限一定要会独立证明(经典重要极限)p53另一个重要极限的证明可以不用看p55--56柯西极限存在准则不用看p56习题1--71大题只做(1)(4)(6)2全做3不用做4全做，其中(2)(3)(5)重点做第七节(重要〕p58--59 定理1、2的证明要理解p59 习题1--7 全做第八节〔基本必考小题〕p60--64 要重点看第八节基本必出考题p64 习题1--81、2、3、4、5要做其中4、5要重点做6--8不用做第九节〔了解〕p66--67 定理3、4的证明均不用看p69 习题1--91、2要做3大题只做〔3〕——〔6〕4大题只做〔4〕——〔6〕5、6均要重点做第十节〔重要，不单独考大题，但考大题会用到〕一、〔重要〕二、〔重要〕p72三、一致连续性〔不用看〕p74习题1--101、2、3、5要做，要会用5的结论。
函数的四大基本性质知总结基础知识：1【奇偶性】（1）定义：如果对于函数f (x )定义域内的任意x 都有f (－x )=－f (x )，则称f (x )为奇函数；如果对于函数f (x )定义域内的任意x 都有f (－x )=f (x )，则称f (x )为偶函数。
如果函数f (x )不具有上述性质，则f (x )不具有奇偶性.如果函数同时具有上述两条性质，则f (x )既是奇函数，又是偶函数。
注意：①即定义域关于原点对称。
（2）利用定义判断函数奇偶性的格式步骤：①首先确定函数的定义域，并判断其定义域是否关于原点对称；②确定f (－x )与f (x )的关系；③作出相应结论：（3）简单性质：①图象的对称性质：一个函数是奇函数的充要条件是它的图象关于原点成中心对称；一个函数是偶函数的充要条件是它的图象关于y 轴成轴对称；②设()f x ，()g x 的定义域分别是12,D D ，那么在它们的公共定义域上： 奇+奇=奇，奇⨯奇=偶，偶+偶=偶，偶⨯偶=偶，奇⨯偶=奇1. 以下函数：（1）)0(1≠=x xy ；（2）14+=x y ；（3）x y 2=； （4）x y 2log =；（5）)1(log 22++=x x y ，(6)221)(2-+-=x x x f ； 其中奇函数是 ，偶函数是 ，非奇非偶函数是 。
2.已知函数)(x f =11++-x x ,那么)(x f 是( )A.奇函数而非偶函数B. 偶函数而非奇函数C.既是奇函数又是偶函数D.既非奇函数也非偶函数2.【单调性】（1）定义：一般地，设函数y =f (x )的定义域为I ， 如果对于定义域I 内的某个区间D 内的任意两个自变量x 1，x 2，当x 1<x 2时，都有f (x 1)<f (x 2)（f (x 1)>f (x 2)），那么就说f (x )在区间D 上是增函数（减函数）；注意：①函数的单调性是在定义域内的某个区间上的性质，是函数的局部性质； ②必须是对于区间D 内的任意两个自变量x 1，x 2；当x 1<x 2时，总有f (x 1)<f (x 2)。
（2）如果函数y =f (x )在某个区间上是增函数或是减函数，那么就说函数y =f (x )在这一区间具有（严格的）单调性，区间D 叫做y =f (x )的单调区间。
（3）复合函数单调性符合同增异减.（但要注意内外层函数要都照顾到函数的定义域）例如：求下列函数的单调性①2282x x y --= ②22log 28y x x =--③y =（4）判断函数单调性的方法I 、利用定义判断或证明函数f (x )在给定的区间D 上的单调性的一般步骤：①任取x 1，x 2∈D ，且x 1<x 2； ②作差f (x 1)－f (x 2)； ③变形（通常是因式分解和配方）；④定号（即判断差f (x 1)－f (x 2)的正负）；⑤下结论（即指出函数f (x )在给定的区间D 上的单调性）。
II 、利用奇偶性判断① 函数在其对称区间上的单调性相同； ②偶函数在其对称区间上的单调性相反；III 、利用单调函数的加、减、乘、除运算增函数+)(x f 增函数)(x g 是增函数； 减函数+)(x f 减函数)(x g 是减函数； 增函数-)(x f 减函数)(x g 是增函数； 减函数-)(x f 增函数)(x g 是减函数。
IV 、利用函数的图像判断例题：1.判断下列函数的单调性， ①{22log (0)log ()(0)x x x x y >-<=，②12+-=x y 1.判断并证明12)(+=x x f 在),0(+∞上的单调性 2.函数xx x f 1)(+=的一个单调递增区间是（ ）A.()∞+,0B.()0,∞-C.(]1,0 D.[)+∞,13.【函数的周期性】 如果函数y ＝f(x)对于定义域内任意的x ，存在一个不等于0的常数T ，使得f(x ＋T)＝f(x)恒成立，则称函数f(x)是周期函数，T 是它的一个周期.性质：①如果T 是函数f(x)的周期，则kT(k ∈N ＋)也是f(x)的周期.②若周期函数f (x )的周期为T ，则)(x f ω（0≠ω）是周期函数，且周期为||ωT 。
③ 若()()f x a f x a +=-，则()f x 的周期为2a若()()f x a f x +=-，则()f x 的周期为2a若1()()f x a f x +=，则()f x 的周期为2a 若1()()f x a f x +=-，则()f x 的周期为2a 1.奇函数)(x f 以3为最小正周期，3)1(=f ，则)47(f 为( )A.3B.6C.-3D.-62.设f (x )是定义在R 上以6为周期的函数，f (x )在(0,3)内单调递增，且y=f (x )的图象关于直线x =3对称，则下面正确的结论是( )A.f (1.5)<f (3.5)<f (6.5)B.f (3.5)<f (1.5)<f (6.5)C.f (6.5)<f (3.5)<f (1.5)D.f (3.5)<f (6.5)<f (1.5)3.已知()x f 为偶函数,且()()x f x f -=+22,当02≤≤-x 时,()x x f 2=,则()2006f =（ ）A ．2006B ．4C ．4-D ． 41 4.设)(x f 是),(+∞-∞上的奇函数，)()2(x f x f -=+，当10≤≤x 时，x x f =)(，则)5.47(f 等于_____4.【函数的对称性】若()()f a x f a x +=-，则()f x 的对称轴有直线xa = 若(2)()f a x f x +=-，则()f x 的对称轴有直线x a = 例：①已知函数(1)(1)f x f x +=-+，则函数()f x 的对称轴是 ②已知函数(4)()f x f x +=-，则函数()f x 的对称轴是 ②已知函数(4)()f x f x +=-，则函数()f x 的对称轴是 ③已知函数(4)(2)f x f x +=-+，则函数()f x 的对称轴是函数的四大性质训练题： 1.11x y x -=+的递减区间是 ；)23(log 221-+-=x x y 的单调递增区间是 。
2.函数)112lg()(-+=xx f 的图象（ ） A.关于x 轴对称 B. 关于y 轴对称 C. 关于原点对称 D. 关于直线x y =对称3.设)(x f 是定义在R 上的奇函数，若当0≥x 时，)1(log )(3x x f +=，则=-)2(f 。
4.定义在R 上的偶函数)(x f 满足)2()2(-=+x f x f ，若)(x f 在]0,2[-上递增，则（ ）A.)5.5()1(f f > B ．)5.5()1(f f < C ．)5.5()1(f f = D ．以上都不对5.讨论函数xx x f 1)(+=的单调性。
6.已知奇函数)(x f 是定义在)2,2(-上的减函数,若0)12()1(>-+-m f m f ，求实数m 的取值范围。
7.已知函数)(x f 的定义域为N ，且对任意正整数x ，都有)1()1()(++-=x f x f x f 。
若2004)0(=f ，求)2004(f 。
题型二：奇偶性的应用1.已知偶函数)(x f 和奇函数)(x g 的定义域都是(-4,4),它们在(]0,4-上的图像分别如 图（2-3）所示，则关于x 的不等式0)()(<⋅x g x f 的解集是_____________________。
图(2-3)2.已知5)(357++++=dx cx bx ax x f ，其中d c b a ,,,为常数，若7)7(-=-f ，则=)7(f ____3.下列函数既是奇函数，又在区间[]1,1-上单调递减的是（ ）A.()sin f x x =B.()1f x x =-+C.()1()2x x f x a a -=+D.2()ln 2x f x x-=+ 4.已知函数)(x f y =在R 是奇函数，且当0≥x 时，x x x f 2)(2-=，则0<x 时，)(x f 的解析式为 。
5.若()f x 是偶函数,且当[)0,x ∈+∞时, ()1f x x =-,则()10f x -<的解集是（ ）A.{}10x x -<<B. {}012x x x <<<或C. {}02x x <<D. {}12x x << 题型三：判断证明函数的单调性4.下列函数中，在(0，2)上为增函数的是( ) A.y=-3x+1 B.y=|x+2| C.y=x 4 D.y=x 2-4x+3 5.函数y=245x x --的递增区间是( )A.(-∞，-2)B.[-5，-2]C.[-2，1]D.[1，+∞)题型五：单调性的应用1.函数f(x)=x 2+2(a-1)x+2在区间(-∞，4)上是减函数，那么实数a 的取值范围是( )A.[3，+∞ )B.(-∞，-3]C.{-3}D.(-∞，5]2.已知函数f(x)=2x 2-mx+3，当x∈(-2，+∞)时是增函数，当x∈(-∞，-2)时是减函数，则f(1)等于( )A.-3B.13C.7D.由m 而决定的常数．3.若函数7)(23-++=bx ax x x f 在R 上单调递增，则实数a , b 一定满足的条件是（ ）A ．032<-b a B.032>-b a C ．032=-b a D ．132<-b a 4.函数1)(],1,1[,223)(≥-∈--+=x f x a b ax x f 若恒成立，则b 的最小值为 。
5.已知偶函数f (x )在(0，+∞)上为增函数，且f (2)=0，解不等式f ［log 2(x 2+5x +4)］≥0。
题型六：周期问题5.已知函数f(x)对任意实数x,都有f(x ＋m)＝－f(x),求证:2m 是f(x)的一个周期.6、已知函数f(x)对任意实数x,都有f(m ＋x)＝f(m －x)，且f(x)是偶函数,求证:2m 是f(x)的一个周期.7、函数f(x)是定义在R 上的奇函数，且f(－1)＝3，对任意的x ∈R ，均有f(x ＋4)＝f(x)＋f ⑵，求f(2001)的值.。
