第一章函数极限与连续-精品
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第一章 函數、極限、連續第1节 函數a) 反函數和原函數關於y=x 對稱。
b) 只有定義域關於原點對稱の函數才能討論奇偶性。
c) 多個奇函數之和為奇函數;多個偶函數之和為偶函數。
d) 2k 個奇函數の乘積是偶函數;2k+1個奇函數の乘積是偶函數;任意個偶函數の乘積還是偶函數。
(k=0,1,2......)。
e) 如果f(x)是周期函數,周期為T ,則f(ax+b)也是周期函數,周期為|T/a|。
f)基本初等函數包括:冪函數、指數函數、對數函數、三角函數、反三角函數。
初等函數即上述五大類函數,以及它們有限次の四則運算與複合而成の函數。
g) 一切初等函數在其定義域內都是連續の。
第2节 極限a) 左右極限存在且相等極限存在。
b) 如果函數在X 0極限為A ,則可以將函數改寫為f(X)=A+ɑ(x),其中0=(x)ɑlim 0x x →。
(等價無窮小)c) 極限存在極限唯一。
(極限唯一性) d)A x =→)(f lim 0x x ,且A>0,則在x の鄰域內,f(x)>0。
(保號性)e) 函數f(x)在點x=x 0存在極限,則存在該點の一個去心鄰域U ,在U 內f(x)有界。
(有界性) f)當limf(x)=A ,limg(x)=B ,那麼 lim(f(x)+g(x))=limf(x)+limg(x)=A+B lim(f(x)-g(x))=limf(x)-limg(x)=A-Blim(f(x)*g(x))=limf(x)*limg(x)=A*B⇔⇔lim(f(x)/g(x))=limf(x)/limg(x)=A/B limg(x)不等於0lim(f(x))^n=(limf(x))^n=A n lim(f(x)^g(x))=A b (極限の四則運算)g) 有限個無窮小之和仍然是無窮小。
有限個無窮小之積仍然是無窮小。
無窮小和有界量乘積仍然是無窮小。
h) )()(lim x g x f =li. l=0,f(x)=o(g(x)). ii. l=∞,f(x)是g(x)低階. iii.0<l<∞或-∞<l<0,l ≠1,同階. iv. l=1,等價無窮小,記作f(x)~g(x). 特別の,如果kx g x f )]([)(lim=l(l ≠0),則稱f(x)是g(x)のk 階無窮小。
第一章 函数、极限、连续重点:1、求函数的极限(最重要的方法是L ’P 法则)2、无穷小的比较3、考察分段函数在分段点的连续性4、间断点的判定及分类5、介值定理 一、函数1、函数的定义及表示法【理解函数的概念,掌握函数的表示法,会建立简单应用问题的函数关系式】 函数概念 ()y f x =函数的两要素 ⎧⎨⎩定义域对应规则函数的表示方法 ① 显函数: ()y f x =② 隐函数:由方程(,)0F x y =确定的函数()y y x =.例:1yy xe +=确定了()y y x =⇒01x y==.③ 参数方程表示的函数:由方程()()x x t y y t =⎧⎨=⎩确定的函数()y y x =.例:2ln(1)arctan x t y t ⎧=+⎨=⎩确定了()y f x =.④ 积分上限函数: ()()xax f t dt Φ=⎰.例:2311()(1)3xx t dt x Φ==-⎰⑤ 概率表示的函数:()()F x P X x =≤, 其中X 为随机变量,x 为实数.⑥ 分段函数:自变量不同范围内用不同式子表示的一个函数.【例】 ,0()sin ,0a x x f x x x x +≥⎧⎪=⎨<⎪⎩ ; 1sin ,0()0,0x x f x x x ⎧≠⎪=⎨⎪=⎩ . 如 A. 绝对值表示的函数 11111x x y x xx -≥⎧=-=⎨-<⎩ ;B. 极限表示的函数 2211()lim 0111n nn xx x f x x x x x x →∞⎧<-⎪=⋅==⎨+⎪->⎩; C. 其他形式 2022101()max{1,}12x x f x x xx ≤≤≤≤⎧==⎨<≤⎩ .10sgn()0010x y x x x >⎧⎪===⎨⎪-<⎩-------符号函数[]y x =--取整函数.2、函数的性质 【了解函数的有界性,单调性,周期性,奇偶性】①.有界性:()f x 在某区间I 内有定义,若存在0M >,对任意x I ∈,总有()f x M ≤, 则称()f x 在某区间I 内有界.否则称()f x 在某区间I 内无界.例:2111sin1,(0);arctan ,();,1,()2121xx x x x R x R xx eπ≤≠≤∈≤<∈++. ②.单调性:()f x 在某区间I 内有定义,若12,x x I ∀∈,当12x x <时12()()f x f x ≤,就称()f x 单调上升;当12x x <时,12()()f x f x ≥,就称()f x 单调下降. 不含等号时称严格单增(或单减).③.奇偶性:若()()f x f x -=, 则称()f x 为偶函数,偶函数的图形关于y 轴对称; 若()()f x f x -=-,则称()f x 为奇函数,奇函数的图形关于原点对称.④.周期性:()()(0)f x T f x T +=≠. (主要是三角函数)【例1】讨论()ln(f x x =的奇偶性. 【奇函数】 【例2】 设sin ()tan xf x x x e=⋅⋅,则()f x 是( ).A. 偶函数B. 无界函数C. 周期函数D. 单调函数. 【解】 因为 2x k ππ→+时, ()f x →∞,所以()f x 非有界即为无界函数.3、 基本初等函数 【掌握基本初等函数的性质及图形】 (反、对、幂、三、指)① 常数函数---y C =② 幂函数---y x μ= (μ为常数)例:21,y x y y x===③ 指数函数---x y a = (0,1a a >≠) ,xy e =④ 对数函数---log a y x = (0,1a a >≠) , ln y x =, lg y x = ⑤ 三角函数---sin ,cos ,tan y x y x y x===⑥ 反三角函数---arcsin ,arctan y x y x==4、 复合函数、反函数、初等函数 【了解反函数和隐函数的概念,理解复合函数及分段函数的概 念,了解初等函数的概念】① 复合函数 (),()[()y f uu x y f x ϕϕ==⇒=;f 为外层函数,ϕ称为内层函数.② 反函数 ()y y x =的反函数为1()x fy -=或1()y fx -=.【例】3y x x y =⇒=⇒3y x =的反函数.【例】 sin xy e= 看作是由 ,sin uy e u x == 复合而成的复合函数.③ 初等函数:由六类基本初等函数经过有限次四则运算及有限次复合运算而得的用一个数学式子 表示的函数. 注意:分段函数一般不是初等函数。
1、函数()12++=x x x f 与函数()113--=x x x g 相同.错误 ∵当两个函数的定义域和函数关系相同时,则这两个函数是相同的。
∴()12++=x x x f 与()113--=x x x g 函数关系相同,但定义域不同,所以()x f 与()x g 是不同的函数。
2、如果()M x f >(M 为一个常数),则()x f 为无穷大. 错误 根据无穷大的定义,此题是错误的。
3、如果数列有界,则极限存在.错误 如:数列()nn x 1-=是有界数列,但极限不存在4、a a nn =∞→lim ,a a n n =∞→lim .错误 如:数列()nn a 1-=,1)1(lim =-∞→nn ,但n n )1(lim -∞→不存在。
5、如果()A x f x =∞→lim ,则()α+=A x f (当∞→x 时,α为无穷小). 正确 根据函数、极限值、无穷小量的关系,此题是正确的。
6、如果α~β,则()α=β-αo .正确 ∵1lim=αβ,是 ∴01lim lim =⎪⎭⎫ ⎝⎛-=-αβαβα,即βα-是α的高阶无穷小量。
7、当0→x 时,x cos 1-与2x 是同阶无穷小.正确 ∵2122sin 412lim 2sin 2lim cos 1lim 2022020=⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛⋅⋅==-→→→x x x x x x x x x8、 01sin lim lim 1sinlim 000=⋅=→→→xx x x x x x .错误 ∵xx 1sin lim 0→不存在,∴不可利用两个函数乘积求极限的法则计算。
9、 e x xx =⎪⎭⎫⎝⎛+→11lim 0.错误 ∵e x xx =⎪⎭⎫⎝⎛+∞→11lim10、点0=x 是函数xxy =的无穷间断点.错误 =-→x x x 00l i m 1l i m00-=--→x x x ,=+→xx x 00lim 1lim 00=+→x xx ∴点0=x 是函数xxy =的第一类间断点.11、函数()x f x1=必在闭区间[]b a ,内取得最大值、最小值.错误 ∵根据连续函数在闭区间上的性质,()x f x1=在0=x 处不连续∴函数()x f x1=在闭区间[]b a ,内不一定取得最大值、最小值 二、填空题:1、设()x f y =的定义域是()1,0,则(1)()x e f 的定义域是( (,0)-∞ );(2)()x f 2sin 1-的定义域是(,()2x x k x k k Z πππ⎧⎫≠≠+∈⎨⎬⎩⎭ ); (3)()x f lg 的定义域是( (1,10) ). 答案:(1)∵10<<xe (2)∵1sin 102<-<x(3)∵1lg 0<<x2、函数()⎪⎩⎪⎨⎧≤<-=<<-+=403000222x x x x x x f 的定义域是( (]4,2- ).3、设()2sin x x f =,()12+=ϕx x ,则()[]=ϕx f ( ()221sin +x ).4、nxn n sinlim ∞→=( x ).∵x x n n x n n x n x n n n n =⋅==∞→∞→∞→sinlim sin limsin lim 5、设()11cos 11211xx x f x x x x π-<-⎧⎪⎪=-≤≤⎨⎪->⎪⎩,则()10lim x f x →--=( 2 ),()=+→x f x 01lim ( 0 ). ∵()1010lim lim (1)2x x f x x →--→--=-=,()()01lim lim 0101=-=+→+→x x f x x6、设()⎪⎩⎪⎨⎧=≠-=00cos 12x ax x x x f ,如果()x f 在0=x 处连续,则=a ( 21 ).∵21cos 1lim 20=-→x x x ,如果()x f 在0=x 处连续,则()a f xx x ===-→021cos 1lim 20 7、设0x 是初等函数()x f 定义区间内的点,则()=→x f x x 0lim ( ()0x f ).∵初等函数()x f 在定义区间内连续,∴()=→x f x x 0lim ()0x f8、函数()211-=x y 当x →( 1 )时为无穷大,当x →( ∞ )时为无穷小.∵()∞=-→2111limx x ,()011lim2=-∞→x x9、若()01lim2=--+-+∞→b ax x xx ,则=a ( 1 ),=b ( 21-). ∵()b ax x x x --+-+∞→1lim2()()()bax x x b ax x x b ax x x x +++-+++---+-=+∞→111lim222()()b ax x x b ax x x x +++-+-+-=+∞→11lim 222()()()b ax x x b x ab x a x +++--++--=+∞→11211lim 2222欲使上式成立,令012=-a ,∴1a =±,上式化简为()()2211212112lim lim lim 1x x x b ab ab x b ab a →+∞--++-++--+==+∴1a =,021=+ab ,12b =-10、函数()x x f 111+=的间断点是( 1,0-==x x ).11、()34222+--+=x x x x x f 的连续区间是( ()()()+∞∞-,3,3,1,1, ).12、若2sin 2lim =+∞→x xax x ,则=a ( 2 ).()200lim sin 2lim sin 2lim =+=+=⎪⎭⎫ ⎝⎛+=+∞→∞→∞→a a x x a x x ax x x x ∴2=a13、=∞→xxx sin lim( 0 ),=∞→xx x 1s i nlim ( 1 ), ()=-→xx x 11lim ( 1-e ),=⎪⎭⎫ ⎝⎛+∞→kxx x 11lim ( ke ). ∵0sin 1lim sin lim =⋅=∞→∞→x x x x x x 111sin lim1sin lim ==∞→∞→xx x x x x ()[]1)1(11)(1lim 1lim --⋅-→→=-+=-e x x xx x x kkx x kx x e x x =⎥⎦⎤⎢⎣⎡+=⎪⎭⎫ ⎝⎛+∞→∞→)11(lim 11lim14、lim sin(arctan )x x →∞=( 不存在 ),l i ms i n (a r c c o t )x x →+∞=( 0 )三、选择填空:1、如果a x n n =∞→lim ,则数列n x 是( b )a.单调递增数列 b .有界数列 c .发散数列 2、函数()()1log 2++=x x x f a 是( a )a .奇函数b .偶函数c .非奇非偶函数 ∵()()11log 1)(log 22++=+-+-=-x x x x x f aa ()()x f x x a -=++-=1log 23、当0→x 时,1-xe 是x 的( c )a .高阶无穷小b .低阶无穷小c .等价无穷小4、如果函数()x f 在0x 点的某个邻域内恒有()M x f ≤(M 是正数),则函数()x f 在该邻域内( c )a .极限存在b .连续c .有界 5、函数()x f x-=11在( c )条件下趋于∞+.a .1→xb .01+→xc .01-→x 6、设函数()x f xx sin =,则()=→x f x 0lim ( c )a .1b .-1c .不存在 ∵1sin lim sin limsin lim000000-=-=-=-→-→-→xxx x x xx x x1sin lim sin lim 0000==-→+→xx x x x x 根据极限存在定理知:()x f x 0lim →不存在。