Ex3.1函数极限定义与四则运算及相关定理应用
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函数极限的定义性质及作用在“极限”的定义中,我们可以知道,这个概念绕过了用一个数除以0的麻烦,而引入了一个过程任意小量。
就是说,除数不是零,所以有意义,同时,这个过程小量可以取任意小,只要满足在∆的区间内,都小于该任意小量,我们就说他的极限为该数——你可以认为这是投机取巧,但是,他的实用性证明,这样的定义还算比较完善,给出了正确推论的可能,这个概念是成功的。
限的概念是高等数学中最基本最重要的概念,它是由于求某些实际问题的精确解答而产生的. 例如:我国古代数学家刘徽(公元三世纪)利用圆内接正多边形来推算圆面积的方法—割圆术,就是极限思想在几何上的应用.数列极限标准定义:对数列{}n x ,若存在常数a ,对于任意0ε>,总存在正整数N ,使得当n N >时,n x a ε-<成立,那么称a 是数列{}n x 的极限。
函数极限标准定义:设函数(),f x x 大于某一正数时有定义,若存在常数A ,对于任意0ε>,总存在正整数X ,使得当x X >时,n x A ε-<成立,那么称A 是函数()f x 在无穷大处的极限。
设函数()f x 在0x 处的某一去心邻域内有定义,若存在常数A ,对于任意0ε>,总存在正数δ,使得当0x x δ-<时,0x x ε-<成立,那么称A 是函数()f x 在0x 处的极限。
函数极限具有的性质:性质 1(唯一性) 如果()lim x af x →存在,则必定唯一性质 2(局部有界性) 若0lim ()x x f x →存在,则f 在0x 的某空心邻域内有界性质 3(保序性) 设()()lim ,lim x ax af x b f x c →→==性质4(迫敛性)设00lim ()lim ()x x x x f x h x A →→==,且在某00(;)U x δ'内有()()()f x g x h x ≤≤,则0lim ()x x h x A →=.数学分析的主要任务是研究函数的各种性态以及函数值的计算或近似计算,主要内容是微积分,在微积分中几乎所有的基本概念都是用极限来定义的。
函数极限的四则运算法则函数极限是数学中重要的概念之一,它在数学分析和微积分中有着广泛的应用。
四则运算法则指的是对函数进行加减乘除运算时,其极限的运算规则。
在本文中,我们将对四则运算法则进行详细的说明。
1.加法法则:如果有两个函数 f(x) 和 g(x),且它们的极限都存在,则它们的和的极限等于两个极限的和,即lim(x→a) [f(x) + g(x)] = lim(x→a)f(x) + lim(x→a) g(x)。
证明如下:假设lim(x→a) f(x) = L1,lim(x→a) g(x) = L2,我们需要证明lim(x→a) [f(x) + g(x)] = L = L1 + L2根据极限的定义,我们可以找到两个足够小的正数ε1和ε2,使得当0<,x-a,<δ1时,有,f(x)-L1,<ε1,当0<,x-a,<δ2时,有,g(x)-L2,<ε2取δ = min{δ1, δ2},则当 0 < ,x-a,< δ 时,有,f(x) - L1,< ε1 且,g(x) - L2,< ε2此时,我们可以将不等式,f(x)-L1,+,g(x)-L2,<ε1+ε2转化为不等式,f(x)+g(x)-(L1+L2),<ε1+ε2根据极限的定义,当,f(x) + g(x) - (L1 + L2),< ε1 + ε2 时,有,x - a,< δ,即证明了lim(x→a) [f(x) + g(x)] = L1 +L22.减法法则:如果有两个函数 f(x) 和 g(x),且它们的极限都存在,则它们的差的极限等于两个极限的差,即lim(x→a) [f(x) - g(x)] = lim(x→a) f(x) - lim(x→a) g(x)。
证明方法与加法法则类似,略。
3.乘法法则:如果有两个函数 f(x) 和 g(x),且它们的极限都存在,则它们的乘积的极限等于两个极限的乘积,即lim(x→a) [f(x) * g(x)] =lim(x→a) f(x) * lim(x→a) g(x)。
函数极限四则运算法则使用条件《函数极限四则运算法则使用条件》话说有这么一个故事。
我有个朋友叫小李,他刚刚开始学习高等数学中的函数极限部分。
在做一道求函数极限的题时,运用了极限的四则运算法则,可是算着算着就发现得出的结果奇奇怪怪的,和答案完全不一样。
他就跑来问我:“哥/姐,我这按四则运算法则算的呀,咋就不对呢?”我瞅了瞅他的解题过程,发现问题就出在他没有注意函数极限四则运算法则的使用条件。
那这函数极限四则运算法则使用条件到底咋回事呢?首先呢,当我们使用极限的加法法则,也就是如果$\lim\limits_{x \to a} f(x)=A$和$\lim\limits_{x \to a} g(x)=B$都存在时,才有$\lim\limits_{x \to a}[f(x)+g(x)]=\lim\limits_{x \to a}f(x)+\lim\limits_{x \to a} g(x) = A + B$。
要是其中一个函数极限根本就不存在,那可就不能直接用加法法则啦。
我给小李举了个例子,像$f(x)=\frac{1}{x - 1}$,当$x \to 1$时,这个函数的极限不存在,要是这时候有个函数$g(x)$,你要是想在不清楚的情况下直接对$f(x)+g(x)$用加法法则求极限,肯定就出错了。
再说减法法则,和加法法则类似,$\lim\limits_{x \toa}[f(x)-g(x)]=\lim\limits_{x \to a} f(x)-\lim\limits_{x \to a} g(x)$,前提也是$\lim\limits_{x \to a} f(x)$和$\lim\limits_{x \to a} g(x)$都存在才行。
乘法法则也不简单呀。
当$\lim\limits_{x \to a} f(x)=A$和$\lim\limits_{x \to a} g(x)=B$都存在的时候,我们可以说$\lim\limits_{x \to a}[f(x) \cdot g(x)]=\lim\limits_{x \to a} f(x) \cdot \lim\limits_{x \to a} g(x)=A\cdot B$。
极限的定义和相关定理极限是微积分中的重要概念,它描述了函数在趋近某一点时的行为。
通过研究极限,我们可以深入理解函数的变化规律和性质。
本文将从极限的定义开始,逐步介绍相关定理和应用。
一、极限的定义在介绍极限之前,我们先定义一下数列的收敛性。
给定一个数列{an},如果存在实数 a,使得对于任意正数ε,都存在正整数 N,当n>N 时,不等式 |an-a|<ε 成立,那么数列 {an} 收敛于 a。
现在,我们来定义函数f(x) 在x=a 处的极限。
如果对于任意正数ε,存在正数δ,使得当 0<|x-a|<δ 时,都有 |f(x)-L|<ε 成立,那么函数 f(x)在 x=a 处的极限为 L,记作:lim(x->a) f(x) = L其中,x 表示自变量,a 表示趋近的点,L 表示极限的值。
二、极限的性质在我们研究极限的过程中,有许多有用的定理可以帮助我们求解极限。
以下是一些常用的极限性质:1. 极限的唯一性:如果函数 f(x) 在 x=a 处有极限,那么它的极限值是唯一确定的。
2. 四则运算法则:设函数 f(x) 和 g(x) 在 x=a 处有极限,那么它们的和、差、积、商的极限也存在,且有以下运算法则:lim(x->a) [f(x) ± g(x)] = lim(x->a) f(x) ± lim(x->a) g(x)lim(x->a) [f(x) · g(x)] = lim(x->a) f(x) · lim(x->a) g(x)lim(x->a) [f(x) / g(x)] = [lim(x->a) f(x)] / [lim(x->a) g(x)] (若 lim(x->a) g(x)≠0)3. 夹逼定理:如果函数 f(x)、g(x) 和 h(x) 在 x=a 处满足f(x)≤g(x)≤h(x),且 lim(x->a) f(x) = lim(x->a) h(x) = L,则 lim(x->a) g(x) 也存在,并且 lim(x->a) g(x) = L。
高一数学课程教案函数的极限的计算与应用无穷大与无穷小函数的极限的计算与应用——无穷大与无穷小在高一数学课程中,函数的极限是一个重要的概念。
它描述了函数在某一点或者某一区间内的变化趋势,对于数学问题的求解和实际应用都具有重要意义。
本文将探讨函数的极限的计算方法以及在实际问题中的应用。
一、函数极限的定义函数极限是指当自变量趋于某一特定值时,函数的取值将趋于确定的常数或者无穷大、无穷小。
在数学中,我们用一些特定的记号来表示这种趋势。
下面是一些常用的记号及其含义:1. 有限极限:如果函数f(x)当x趋近于某一特定值时,其取值趋于一个常数L,我们可以表示为:lim(x→a) f(x) = L这里lim表示"极限",x→a表示"x趋近于a",f(x)表示函数f对自变量x的取值,L表示最后趋于的常数。
2. 无穷大极限:当函数f(x)的取值在某一点或者某一区间趋于无穷大时,我们用以下表示:lim(x→a) f(x) = +∞ 或者lim(x→a) f(x) = -∞这说明函数f(x)在自变量趋近于某一特定值时,函数值趋于正无穷或者负无穷。
3. 无穷小极限:如果函数f(x)在某一点或者某一区间内变化趋势逐渐接近于零,我们称它为无穷小。
我们可以表示为:lim(x→a) f(x) = 0二、函数极限的计算方法计算函数极限的方法有很多,下面介绍几种常用的方法。
1. 代入法:当函数在某一点连续时,可以直接代入该点的函数值来计算函数的极限。
例如,对于函数f(x) = x^2 + 2x + 1,当x趋近于2时,我们可以直接将x代入函数,得到:lim(x→2) (x^2 + 2x + 1) = 2^2 + 2×2 + 1 = 9所以,当x趋近于2时,函数f(x)的极限为9。
2. 分解因式法:对于一些复杂的函数,可以通过将其分解因式来计算极限。
例如,对于函数f(x) = (x+2)(x-1)/(x-1),当x趋近于1时,我们可以将函数分解因式,得到:lim(x→1) [(x+2)(x-1)/(x-1)] = lim(x→1) (x+2) = 3所以,当x趋近于1时,函数f(x)的极限为3。