‰高等数学(Ⅰ)练习 第一章 函数、极限与连续
________系_______专业 班级 姓名______ ____学号_______
习题一 函数
一.选择题 1.函数216ln 1
x x
x y -+-=
的定义域为 [ D ] (A )(0,1) (B )(0,1)?(1,4) (C )(0,4) (D )4,1()1,0(?] 2.3
arcsin 2lg
x
x x y +-=的定义域为 [ C ] (A ))2,3(]3,(-?-∞ (B )(0,3) (C )]3,2()0,3[?- (D )),3(+∞- 3.函数)1ln(2++
=x x y 是 [ A ]
(A )奇函数 (B )非奇非偶函数 (C )偶函数 (D )既是奇函数又是偶函数 4.下列函数中为偶函数且在)0,(-∞上是减函数的是 [ D ]
(A )222
-+=x x y (B ))1(2
x y -= (C )|
|)2
1(x y = (D ).||log 2x y =
二.填空题
1. 已知),569(log )3(2
2+-=x x x f 则=)1(f 2
2. 已知,1)1(2
++=+x x x f 则=)(x f
3. 已知x
x f 1
)(=,x x g -=1)(, 则()=][x g f
4. 求函数)2lg(1-+=x y 的反函数
5. 下列函数可以看成由哪些基本初等函数复合而成 (1) x y ln tan 2
=:
(2) 3
2arcsin lg x y =
:__________ _____________________
三.计算题
1.设)(x f 的定义域为]1,0[, 求)(sin ),(2
x f x f 的定义域
2
1x x -+1102()
x y x R -=+∈1
1x -2,tan ,ln ,y u u v v w w ====23
,lg ,arcsin ,y v v w w t t x =====2()[11]
(sin )[2,2]()
f x f x k k k Z πππ-+∈的定义域为,的定义域为
2.设?????<<-≤-=2||11
1
||1)(2x x x x x ? , 求)23(),21(),1(???-, 并作出函数)(x y ?=的图形.
4.已知水渠的横断面为等腰梯形,斜角ο
40=?(图1-22)。当过水断面ABCD 的面积为定值时
0s ,求湿周L(L=AB+BC+CD)与水深h 之间的函数关系,并指明其定义域。
5.收音机每台售价为90元,成本为60元。厂方为鼓励销售商大量采购,决定凡是定购量超过100台以上的,每多订购1台,售价就降低1分,但最低价为每台75元.
(1) 将每台的实际售价p 表示为订购量x 的函数 (2) 将厂方所获的利润L 表示成订购量x 的函数 (3) 某一商行订购了1000台,厂方可获利润多少? 解:
A D
B
C ?
h 图1-22
b 2290,0100,(1)()910.01,1001600,75,1600.30,0100,(2)()(()60)310.01,1001600,15,1600.(3)(1000)3110000.01100021000.x P x x x x x x L x x P x x x x x x L ≤≤?
?
=-<≤??>?≤≤?
?
=-=-<≤??>?=?-?
=131
(1)0,()()2222???=-=
=0002,,
tan sin 12(2)0,02tan tan 2,0sin tan h h AD b AB s h h s h b b h h s h h L h h ??????
=+==+?=->∴<<∴=+-<<
高等数学(Ⅰ)练习 第一章 函数、极限与连续
________系_______专业 班级 姓名______ ____学号_______
习题二 数列的极限
一、填空题
1. 写出下列数列的前五项:
(1) 11+-=n n x n :_______ _____ (2)n
x n
n 1)1(-= :____ ________ (3)21
2n
x n +=:_________ _ _ (4) n
n x 31= :____ __________ 2.写出下列数列的通项: (5) Λ,119,97,75,53,31--- =n x ______________ (6) K ,8
1
,0,61,0,41,0,21,0 =n y ________________
(7) 99.0, 999.0, Λ,9999.0 =n z _________________ 二、选择题:
1.下列数列}{n x 中收敛的是 [ B ] (A )n n x n
n 1)
1(+-= (B )n n 1)1(1+- (C )2
sin πn x n = (D )n n x 3=
三、证明题
1.根据数列极限的定义证明 (1)2
3
1213lim =++∞→n n n
11320,,,,325311111,,,,2345
---11111,,,,39278124391933513,,,,4916251(1)2n
n +-21
(1)21n
n n --+1
1110
n +-313
0,|
|,212
111
,,
4242
11313
[]1,,||42212
313lim 212n n n n n n N n N n n n εεεεεε→∞+?>-<+<>-++=-+>-<++=+证明:要使只要 所以故只要取则当时恒成立.
即
2.若a x n n =∞
→lim ,证明||||lim a x n n =∞
→。并举例说明:如果数列 {|n x |} 有极限,但数列 {n x }
未必有极限.
3.设数列 {n x } 有界,又0lim =∞
→n n y ,证明 0lim =∞
→n n n y x
1110,lim ,,,||.
,,||||||||.,lim ||||.n n n n n n
n x a N n N x a N N n N x a x a x a εεε→∞→∞?>=?>-<=>-≤-<=证明:由知正整数当时恒成立故取则当时恒成立即:{|(1)|}1,{(1)}.n n --例如数列是收敛于的但是是个发散的数列111{}0,||().lim 0,0,,,||.,,||||||.
,lim 0.n n n n
n n n n n
n n n x M x M n Z y N n N y M M N N n N x y x y M M x y εεεε+→∞
→∞
?>≤∈=?>?><=>≤?<==证明:因为数列有界,所以使恒成立由知正整数当时恒成立故取则当时恒成立即
高等数学(Ⅰ)练习 第一章 函数、极限与连续
________系_______专业 班级 姓名______ ____学号_______
习题三 函数的极限
一.填空题
1.0lim a
x x →= (0)a <, 01lim
a x x
→= (0)a < 2.0
lim ln x x +
→= , lim ln x x →+∞
= , 3.1
lim x
x e +→= , 1
lim x x e -
→= , 4.01lim arctan x x
+
→= ,0
1lim arctan x x
-
→= 5.设2
11
()31
x
x f x ax
x ?+≤=?>?,如果1lim ()x f x →存在,则a =
二、选择题:
1.若()f x 在点0x 的某个邻域中有定义,并且0
lim ()x x f x →存在,则下列结论中正确的是[ D ]
(A)若()0f x >,则0
lim ()0x
x f x →> (B)若()0f x <,则0
lim ()0x x
f x →< (C)若0()0f x >,则0
lim ()0x x f x →> (D)若()0f x ≥,则0
lim ()0x x
f x →≥ 2. 下列函数中在0x =点处有极限的是 [ A ]
(A)0,0()1,0x f x x =?=?≠? (B)1,10(),01x x f x x x --<≤?=?<
(C)1
()f x x = (D)1,0()0,
0x x f x x ->?=?≤?
二.证明题
1. 用极限的定义证明 (1)12)25(lim 2
=+→x x
∞
0+∞-∞+∞02π2π-
2
32
|(52)12|,|2|,5
,0|2|,|(52)12|5
lim(52)12.
x >x x δδε→?+-<-<= -<+-<+=证明:0,要使只要故取则当时恒成立,即 2.设?? ?>≤=1 ||1 1||)(x x x x f (1)作)(x f 的图形 (2)根据图形写出)(lim 1 x f x +→,)(lim 1 x f x -→,)(lim 1 x f x +-→ ,)(lim 1 x f x --→ (3))(lim 1 x f x →与)(lim 1 x f x -→存在吗? 3. 设21 , 010,0()2,0236,2x x x f x x x x x x ?+??==??-<≤?-?,讨论0→x 及2x →时,()f x 的极限是否存在?并求lim ()x f x →-∞ ,lim ()x f x →+∞ 解 :2 1 lim ()lim 1,lim ()lim(2)0,lim ()1 x x x x x f x f x x x f x x -- ++ →→→→→===-=∴+不存在。 2 2 2 2 22 lim ()lim(2)0,lim ()lim(36)0,lim ()0.x x x x x f x x x f x x f x -- + + →→→→→=-==-=∴= 1 lim ()lim 01 x x f x x →-∞ →-∞==+。 lim ()lim (36)x x f x x →+∞ →+∞ =-=+∞,即极限不存在 1 1 11 1 1 : (2)lim ()1,lim ()1lim ()1,lim ()1 (3)lim ()1,lim ()x x x x x x f x f x f x f x f x f x +- + -→→→-→-→→-===-==解不存在 高等数学(Ⅰ)练习 第一章 函数、极限与连续 ________系_______专业 班级 姓名______ ____学号_______ 习题四 无穷小与无穷大, 极限运算法则 一、填空题 1.若∞=∞=→→)(lim ,)(lim x g x f a x a x ,则必有 [ D ] (A )∞=+→)]()([lim x g x f a x (B )0)]()([lim =-→x g x f a x (C )0) ()(1 lim =+→x g x f a x (D ))0()(lim ≠∞=→k x kf a x 2.当,0→x 下列变量中是无穷小量的为 [ D ] (A )x e (B )x +11 sin (C ))2ln(x + (D )x cos 1- 3.下列命题正确的是 [ D ] (A )无穷小量是个绝对值很小很小的数 (B )无穷大量是个绝对值很大很大的数 (C )无穷小量的倒数是无穷大量 (D )无穷大量的倒数是无穷小量 4.变量1 ) 1()1()(3++-=x x x x x f 在过程当( C )时为无穷大量 (A )0→x (B )1→x (C )1-→x (D )2-→x 5.下列命题肯定正确的是 [ A ] (A )若)(lim 0 x f x x →存在,)(lim 0 x g x x →不存在,则)]()([lim 0 x g x f x x +→必不存在. (B ))(lim 0 x f x x →与)(lim 0 x g x x →不存在,则)]()([lim 0 x g x f x x +→必不存在. (C )若)(lim 0 x f x x →存在, )(lim 0 x g x x →不存在,则)]()([lim 0 x g x f x x →必不存在. (D )若)(lim 0 x f x x →不存在,则|)(|lim 0 x f x x →必不存在. 6.若43 2lim 23=---→x k x x x ,求k 的值为 [ C ] (A )0 (B )1- (C )3 (D )2 二、填空题 (1)31lim 22-+→x x x = ___________ (2) 3 3lim 223+--→x x x =____________ 5-0 (3) 23lim 22--→x x x = __________ (4) x x x x x x 2324lim 2230++-→=__________ (5) 21 16(lim x x x +-∞→) =_________ (6)121lim 42---∞→x x x x = (7) x x x arctan 2lim ∞→=___ ____ (8))2 1 ......41211(lim n n ++++∞→=_ (9))......21(lim 222n n n n n +++∞→=__ __ (10))cos 2(1lim 23 2x x x x x +++∞→=____ _ 三、计算题 (1)h x h x h 220)(lim -+→ (2)50 20 30)12()23()12(lim +--∞→x x x x (3)38 231lim x x x +---→ (4))1311( lim 3 1 x x x ---→ ∞020061 230302020 505020 23lim 23()2 x x x x →∞???=? == lim 42(2)42 33x →--?-+=-=-+200 2lim lim(2) 2h h xh h h x h x →→+==+=23 121212lim 1(1)(2) lim (1)(1) 2 lim 11 x x x x x x x x x x x x x x →→→+-=--+=-+++=- ++=-1 2 高等数学(Ⅰ)练习 第一章 函数、极限与连续 ________系_______专业 班级 姓名______ ____学号_______ 习题五 极限存在准则 两个重要极限 一、选择题 1.下列极限中,正确的是 [ B ] (A )1sin lim =∞→x x x (B )11sin lim =∞→x x x (C )12sin lim 0=→x x x (D )11 1sin lim 0=→x x x 2.下列极限中,正确的是 [ D ] (A )e x x x =-∞→)11(lim (B )e x x x =+∞→1 )1(lim (C )e x x x =+→1 )31(lim (D )e x x x =++→210 ) 1(lim 二、填空题 1.=→x x x 23sin lim 0__________ 2. =→x x x 5tan lim 0___________ 3. n n n x 2 sin 2lim ∞→=__________ 4.=-→x x x 2 0)1(lim ____________ 5. x x x x sin 2cos 1lim 0-→=_________ 6. 12)21(lim -∞→-x x x =___________ 三、计算题 1. x x x x 30sin tan sin lim -→ 2. x x x x x sin sin lim 0+-→ 3 25x 2200222200111cos 1cos lim lim sin cos sin 2sin 2()1122lim lim cos sin cos 12x x x x x x x x x x x x x x x →→→→--==--?===-0sin 111lim 0sin 111x x x x x →- -===++ 22e -1e - 3.x x x x )1 1( lim +-∞ → 4.]}ln )2[ln({lim n n n n -+∞→ 四、利用极限存在准则证明 1)1 ......1( lim 2 2=++++∞ →π πn n n n n 证明: 因为22 2211 (......)1n n n n n n n πππ≤++≤+++, 又因为2 2 lim 1x n n n π →∞=+, 所以由夹逼准则知: 1)1 ......1( lim 22=++++∞ →π πn n n n n . 1221 211222lim(1) 12lim (1)1x x x x x x x x x e x +--?+→∞ -++--→∞=-+?? =-=??+??222 22lim ln(1)2lim ln(1)22lim ln(1)22ln[lim(1)]2 n n n n n n n n n n n n →∞?→∞→∞→∞=+=+=+=+= 高等数学(Ⅰ)练习 第一章 函数、极限与连续 ________系_______专业 班级 姓名______ ____学号_______ 习题六 无穷小的比较 一、填空题 1.当0→x 时,下列变量与x 为等价无穷小量的是 [ C ] (A )x 2sin (B )x cos 1- (C )x x --+11 (D )x x sin 2.当0→x 时,x x sin -与x 相比,是 [ A ] (A )高阶无穷小 (B )低阶无穷小 (C )同阶无穷小 (D )等价无穷小 3.当0→x 时,若ax sin 与2 tan x 等价, 则=a [ C ] (A )1 (B )0 (C )21 (D )3 1 4.当∞→x 时,若)12sin( 2 x +πa x π 2~ , 则=a [ A ] (A )1 (B )2 (C )3 (D )2 1 二、填空题 1.x x x 3sin )21ln(lim 0+→=____ _______ 2.=→x x x 23arcsin lim 0______________ 3.= -→20tan cos 1lim x x x ___________ 4. =-+→2 01sin 1lim x x x ___________ 三、利用等价无穷小的性质,求下列极限 1. ) 1sin 1)(11(tan sin lim 3 2 -+-+-→x x x x x 1 23 22 3 ∞ 020 21lim cos 1 () 12lim 311cos 32 x x x x x x x x →→=?-=?=-? 2. x x x x x 20sin sin tan lim -→ 3. )1cos 1(lim 2 x x x -∞ → 4. ) 1()sin 1ln(lim 20-+→x x e x x 5.221123arctan() lim () x x x e x x →-+- 302 301sin (1cos ) lim cos 1 112lim cos 2x x x x x x x x x x →→-=??=?=222011cos lim 11/21lim 1/2 x x x x x x →∞→-===22sin lim 1x x x →∞==2 211111lim 231(1)(1)1lim lim (1)(3)2x x x x x x e x x x x e x x e →→→-=+--+=?=--+ 高等数学(Ⅰ)练习 第一章 函数、极限与连续 ________系_______专业 班级 姓名______ ____学号_______ 习题七 函数的连续性与间断点 一、选择题 1.如果)(lim 0 x f x x →存在,则)(x f 在0x 处 [ C ] (A )一定有定义 (B )一定无定义 (C )可以有定义,也可以无定义 (D )一定连续 2.函数)(x f 在点0x 处有定义,是)(x f 在0x 处连续的 [ A ] (A )必要不充分条件 (B )非必要又非充分条件 (C )充要条件 (D) 充分又非必要条件 3.函数)(x f 在0x 点处左、右极限存在且相等,则它是)(x f 在0x 处连续的 [ B ] (A) 充分非必要条件 (B)必要非充分条件 (C) 充要条件 (D)既不是充分也不是必要条件 4.函数3 41 22+--=x x x y 间断点的个数为 [ B ] (A )1 (B )2 (C )3 (D )4 5.设??? ? ? ????>=>=01sin 00sin )(x x x x k x x x f 在0=x 处连续,则=k [ A ] (A)0 (B)1 (C)-1 (D)2 二、填空题 1.6 33)(223-+--+=x x x x x x f 的连续区间是 2.为使)1ln(1 )(x xe x x f += 在0=x 处连续,则须补充定义(0)_1_______f = 3.函数x x x f tan )(=的间断点为 ,可去间断点为 , 第一类间断点为 __ ____ , 第二类间断点为 ______ ____ . 4.设?????>≤+=0,sin 0,)(2x x bx x bx a x f 在0=x 处连续,则a 与b 应满足的关系是 (,3)(3,2)(2,) -∞-?-?+∞() 2k x k Z π =∈0,()2x x k k Z ππ==+∈0,() 2 x x k k Z ππ==+∈(,0)x k k Z k π=∈≠a b = 三、计算题 1.研究下列函数???≤<-≤≤=2 121 0)(2x x x x x f 的连续性,并画出函数的图形. 解:当10≤≤x 时,2 x x f =)(是连续的;当21≤ 当1=x 时,12 1 1 ==- -→→x x f x x lim )(lim 121 1 =-=+ +→→)(lim )(lim x x f x x 所以 )(x f 在1=x 处是连续的; 故 )(x f 在[0,2]是连续的。 2.求下列函数间断点并判断其间断点类型,若是可去间断点,请补充定义使之连续 (1)2 31 22+--=x x x y 解:函数在21==x x ,没有定义,所以是函数的间断点。 由于 22 1 2311221-=-+=+--→→x x x x x x x lim lim ,所以1=x 是函数的第一类间断点且为可去间 断点;只要补充当1=x 时,2-=y 就可使它连续。 又 ∞=+--→231 2 22x x x x lim ,所以2=x 是函数的第二间断点。 (2)?? ? ??≤+<≤+<=x x x x x x f 21211210)(2 解:01 =-→)(lim x f x , 3121 1 =+=+ +→→)(lim )(lim x x f x x ,)(lim x f x 1 →∴ 不存在 1=x 为函数的跳跃间断点 5122 2 =+=- -→→)(lim )(lim x x f x x ,5122 2 =+=++→→)(lim )(lim x x f x x ,52 =∴→)(lim x f x 2x =处连续 高等数学(Ⅰ)练习 第一章 函数、极限与连续 ________系_______专业 班级 姓名______ ____学号_______ 习题八 连续函数的运算与初等函数的连续性 一、填空题 (1) 52lim 20 +-→x x x (2) )2cos 2ln(lim 6 x x π → =___________ (3) x x e 1 lim ∞ →= ______________ (4) x x x 1 1lim -+→=______________ (5) x x x sin ln lim 0 → =___________ (6) a x a x a x --→sin sin lim =_____________ 二、计算题 1. 2 sin 0 lim(13) x x x →+ 2.x x x 2cot 2 ) tan 31(lim +→ 3.2 1)63( lim -∞→++x x x x 4.() 2201cos 1cos 2lim sin 2x x x x →-- 011 20cos a 163sin 06lim(13)x x x x x e ?→=+=21 3 2 3tan 0 3 lim(13tan ) x x x e ?→=+=63(1) 32(6)323lim(1) 6x x x x x e +--?-+→∞--=++=2 4 022 401 (1cos 2)2lim 211 ((2))22lim 12x x x x x x →→-=== 三、证明题: 1.设2)(-=x e x f , 求证区间)2,0(内至少有一点0x ,使020 x e x =-. 解:设x e x F x --=2)( 在],[20上连续, 又 01210<-=-=)(F ,02222 >--=e F )( 由零点定理,在(0,2)内至少有一点0x 使得02000 =--=x e x F x )( 即 020 x e x =- 2.证明方程x x 24=在)2 1,0(内至少有一个实根. 解:设x x x f 24-=)(在],[210上连续, 又010<-=)(f ,02221 <-=)(f 由零点定理,在),(2 1 0内至少有一点ξ使得 0=)(ξf 即024=-ξξ 故 ξ为方程x x 24=在)2 1 ,0(内至少有一个实根. 高等数学(Ⅰ)练习 第一章 函数、极限与连续 ________系_______专业 班级 姓名______ ____学号_______ 习题九 综合练习 一、选择题 1.设20()20x x g x x x -?=?+>??,20()0x x f x x x =?-?…, 则[()]g f x = [ D ] (A )2 20 20x x x x +? -?… (B )2 2020x x x x -?+?… (C )2 20 20x x x x -?-?… (D )2 2020 x x x x +?+?… 2. 已知sin 401lim lim x x x x x x e x k →∞→+??= ?+?? ,则k = [ B ] (A )2 (B )3- (C )3 (D )4 3.若)(lim 0 x f x x →存在,则下列极限一定存在的是 [ B ] (A )a x x x f )]([lim 0 →(a 为实数);(B ))(lim 0x f x x → (C ))(ln lim 0x f x x → (D ))(arcsin lim 0 x f x x → 4.设)(x f 在0x 点连续,且在0x 的一去心领域内有0)(>x f ,则 [ C ] (A )0)(0>x f (B )0)(0 5.1/1/21 arctan 0 ()310 23x x x x f x x π?=?-? >?+,则0x =是()f x 的 [ D ] (A )可去间断点 (B )无穷间断点 (C )振荡间断点 (D )跳跃间断点 6.设()000x x f x x ≥?=? ,()111x x g x x x +=? ≥?,则 ()()f x g x +的连续区间是 [ C ] (A )(),-∞+∞ (B )()(),00,-∞?+∞ (C )()(),11,-∞?+∞ (D )()()(),00,11,-∞??+∞ 7. 函数 1 2 sin ()1x x e f x x x = +-的间断点个数为 [ C ] (A )0 (B )1 (C )2 (D )3 8. 曲线21 21arctan (1)(2) x x x y e x x ++=-+的渐近线有 [ B ] (A )1条 (B )2条 (C )3条 (D )4条 二、计算题 1.h e e x h x h -+→0lim 2 .2031 x x →- 3. 已知52lim (x x →+∞ -=, 求常数a 和b 4. 已知21 3) sin ) (1ln(lim =-+ →x x x x f ,求20)(lim x x f x → 00(1)lim lim x h h x x h e e h h e e h →→-===2302201 (4tan ) 2lim 2ln 3 1 lim ln 3ln 3 x x x x x x x →→===20000() lim ()()() ln(1) sin sin lim lim lim 2ln 3ln 331312ln 3.x x x x x x f x A x f x f x f x A x x x x A →→→→=+====?--=解:设,则 所以222lim (5lim 025,1lim 20. 10x x x x x a b b b →+∞-==-- =-=-解:上式有极限,所以项系数为,故因此上式可化为,所以 1、函数 ()12 ++=x x x f 与函数()11 3--=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()11 3--=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()n n x 1-=是有界数列,但极限不存在 4、a a n n =∞ →lim ,a a n n =∞ →lim . 错误 如:数列()n n a 1-=,1)1(lim =-∞ →n n ,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 =α β ,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 2 02 2020=????? ? ????==-→→→x x x x x x x x x 8、 01 sin lim lim 1sin lim 000=?=→→→x x x x x x x . 错误 ∵x x 1 sin 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 x x =?? ? ??+→11lim 0 . 错误 ∵e x x x =?? ? ??+∞ →11lim 10、点0=x 是函数x x y =的无穷间断点. 错误 =-→x x x 00lim 1lim 00-=--→x x x ,=+→x x x 00lim 1lim 00=+→x x x ∴点0=x 是函数x x y =的第一类间断点. 11、函数()x f x 1 =必在闭区间[]b a ,内取得最大值、最小值. 第一章函数与极限复习提纲 一、函数 知识点:1、函数的定义域、性质的判断(有界性、奇偶性、单调性、周期性) 2、基本初等函数的表示形式 3、复合函数的分解必须会!! 4、函数关系的建立 如1、下列函数中属于偶函数的是( D. ) A. x x y sin +=; B. x x y sin 2+=; C . x x y cos +=; D. x x y cos 2+=。 2、下列复合函数由哪些基本初等函数构成? (1)x x f 2ln )(= 解:u y ln =,x u 2= (2)x y 2cos = 解:2u y = ,x u cos = (3)5)13(+=x y 解:5u y =, 13+=x u (4)3 2 1-= x y 解:3 1u y =,12-=x u (5)x y 2cos ln = 解:u y ln =,v u cos =,x v 2= 3、旅客乘坐火车时,随身携带物品,不超过20公斤免费;超过20公斤部分,每公斤收费0.20元;超过50公斤部分再加收50%。试列出收费与物品重量的函数关系式。 解 0, 0.2(20), 2050 0.3(50)6, 50 x y x x x x ≤≤?? =-<≤??-+>? 4、某公司生产某种产品,总成本为C 元,其中固定成本为200元,每多生产一单位产品,成本增加10元,又设该产品价格P 与需求量x 之间的关系为2 25x P -=,求x 为多少时公司总利润最大? 解 成本函数C (x )=固定成本+可变成本 所以x x C 10200)(+= 收入函数x x x x x p x R 2521 )225()(2+-=?- =?= 利润函数200152 1)10200(2521)()()(2 2-+-=+-+-=-=x x x x x x C x R x L 令015)('=+-=x x L 得15=x 因为驻点唯一,又根据01)("<-=x L 可知函数最大值存在,所以当15=x 时,() L x 第一章 函数、极限与连续 由于社会和科学发展的需要,到了17世纪,对物体运动的研究成为自然科学的中心问题.与之相适应,数学在经历了两千多年的发展之后进入了一个被称为“高等数学时期”的新时代,这一时代集中的特点是超越了希腊数学传统的观点,认识到“数”的研究比“形”更重要,以积极的态度开展对“无限”的研究,由常量数学发展为变量数学,微积分的创立更是这一时期最突出的成就之一.微积分研究的基本对象是定义在实数集上的函数. 极限是研究函数的一种基本方法,而连续性则是函数的一种重要属性.因此,本章内容是整个微积分学的基础.本章将简要地介绍高等数学的一些基本概念,其中重点介绍极限的概念、性质和运算性质,以及与极限概念密切相关的,并且在微积分运算中起重要作用的无穷小量的概念和性质.此外,还给出了两个极其重要的极限.随后,运用极限的概念引入函数的连续性概念,它是客观世界中广泛存在的连续变化这一现象的数学描述. 第一节 变量与函数 一、变量及其变化范围的常用表示法 在自然现象或工程技术中,常常会遇到各种各样的量.有一种量,在考察过程中是不断变化的,可以取得各种不同的数值,我们把这一类量叫做变量;另一类量在考察过程中保持不变,它取同样的数值,我们把这一类量叫做常量.变量的变化有跳跃性的,如自然数由小到大变化、数列的变化等,而更多的则是在某个范围内变化,即该变量的取值可以是某个范围内的任何一个数.变量取值范围常用区间来表示.满足不等式a x b ≤≤的实数的全体组成的集合叫做闭区间,记为,a b ????,即 ,{|}a b x a x b =≤≤????; 满足不等式a x b <<的实数的全体组成的集合叫做开区间,记为(,)a b ,即 (,){|}a b x a x b =<<; 满足不等式a x b <≤(或a x b ≤<)的实数的全体组成的集合叫做左(右)开右(左)闭区间,记为 (,a b ?? (或),a b ??),即 (,{|}a b x a x b =<≤?? (或),{|}a b x a x b =≤?), 左开右闭区间与右开左闭区间统称为半开半闭区间,实数a ,b 称为区间的端点. 以上这些区间都称为有限区间.数b a -称为区间的长度.此外还有无限区间: (){|}x x -∞+∞=-∞<<+∞=R ,, (,{|}b x x b -∞=-∞<≤??, (,){|}b x x b -∞=-∞<<, ){|}a x a x +∞=≤<+∞??, , (){|}a x a x +∞=<<+∞,, 等等. 这里记号“-∞”与“+∞”分别表示“负无穷大”与“正无穷大”. 邻域也是常用的一类区间. 设0x 是一个给定的实数,δ是某一正数,称数集: 课 时 授 课 计 划 课次序号: 03 一、课 题:§1.3 函数的极限 二、课 型:新授课 三、目的要求:1.理解自变量各种变化趋势下函数极限的概念; 2.了解函数极限的性质. 四、教学重点:自变量各种变化趋势下函数极限的概念. 教学难点:函数极限的精确定义的理解与运用. 五、教学方法及手段:启发式教学,传统教学与多媒体教学相结合. 六、参考资料:1.《高等数学释疑解难》,工科数学课程教学指导委员会编, 高等教育出版社; 2.《高等数学教与学参考》,张宏志主编,西北工业大学出版社. 七、作业:习题1–3 1(2),2(3),3,6 八、授课记录: 九、授课效果 分析: 第三节 函数的极限 复习 1.数列极限的定义:lim 0,N,N n n n x a n x a εε→∞ =??>?>-<当时,; 2.收敛数列的性质:唯一性、有界性、保号性、收敛数列与其子列的关系. 在此基础上,今天我们学习应用上更为广泛的函数的极限. 与数列极限不同的是,对于函数极限来说,其自变量的变化趋势要复杂的多. 一、x →∞时函数的极限 对一般函数y ?f (x )而言,自变量无限增大时,函数值无限地接近一个常数的情形与数列极限类似,所不同的是,自变量的变化可以是连续的. 定义1 若?ε>0,?X >0,当x >X 时,相应的函数值f (x )∈U (A ,ε)(即|f (x )?A |<ε),则称x →?∞时,f (x )以A 为极限,记为lim x →+∞ f (x )?A . 若?ε>0,?X >0,当x <?X 时,相应的函数值f (x )∈U (A ,ε)(即|f (x )?A |<ε),则称x →?∞时,f (x )以A 为极限,记为lim x →-∞ f (x )?A . 例1 证明lim x 0. 证 0 -,故?ε>00-<εε, 即x >21 ε.因此,?ε>0,可取X ?21ε,则当x >X 0-<ε,故由定义1得 lim x ?0. 例2 证明lim 100x x →-∞ =. 证 ?ε>0,要使100x -?10x <ε,只要x <l gε.因此可取X ?|l gε|?1,当x <?X 时,即有|10x ?0|<ε,故由定义1得lim x →+∞ 10x ?0. 定义2 若?ε>0,?X >0,当|x |>X 时,相应的函数值f (x )∈U (A ,ε)(即|f (x )?A |<ε),则称x →∞时,f (x )以A 为极限,记为lim x →∞ f (x )?A . 为方便起见,有时也用下列记号来表示上述极限: f (x )→A (x →?∞);f (x )→A (x →?∞);f (x )→A (x →∞). 注 若lim ()lim ()lim ()x x x f x A f x A f x A →∞→+∞→-∞ ===或或,则称y A =为曲线()y f x =的水 平渐近线. 由定义1、定义2及绝对值性质可得下面的定理. 定理1 lim x →∞f (x )?A 的充要条件是lim x →+∞f (x )?lim x →-∞ f (x )?A . 例3 证明2lim 1 x x x →∞--?1. 第一章函数与极限 教学目的: 1、理解函数的概念,掌握函数的表示方法,并会建立简单应用问题中的函数关系式。 2、了解函数的奇偶性、单调性、周期性和有界性。 3、理解复合函数及分段函数的概念,了解反函数及隐函数的概念。 4、掌握基本初等函数的性质及其图形。 5、理解极限的概念,理解函数左极限与右极限的概念,以及极限存在与左、右极限 之间的关系。 6、掌握极限的性质及四则运算法则。 7、了解极限存在的两个准则,并会利用它们求极限,掌握利用两个重要极限求极限 的方法。 8、理解无穷小、无穷大的概念,掌握无穷小的比较方法,会用等价无穷小求极限。 9、理解函数连续性的概念(含左连续与右连续),会判别函数间断点的类型。 10、了解连续函数的性质和初等函数的连续性,了解闭区间上连续函数的性质(有 界性、最大值和最小值定理、介值定理),并会应用这些性质。 教学重点: 1、复合函数及分段函数的概念; 2、基本初等函数的性质及其图形; 3、极限的概念极限的性质及四则运算法则; 4、两个重要极限; 5、无穷小及无穷小的比较; 6、函数连续性及初等函数的连续性; 7、区间上连续函数的性质。 教学难点: 1、分段函数的建立与性质; 2、左极限与右极限概念及应用; 3、极限存在的两个准则的应用; 4、间断点及其分类; 5、闭区间上连续函数性质的应用。 §1. 1 映射与函数 一、集合 1. 集合概念 集合(简称集): 集合是指具有某种特定性质的事物的总体. 用A, B, C….等表示. 元素: 组成集合的事物称为集合的元素. a是集合M的元素表示为a?M. 集合的表示: 列举法: 把集合的全体元素一一列举出来. 例如A?{a, b, c, d, e, f, g}. 描述法: 若集合M是由元素具有某种性质P的元素x的全体所组成, 则M可表示为 第一章函数与极限 一、对于函数概念要注意以下几点: (1) 函数概念的本质特征是确定函数的两个要素:定义域和对应法则。定义域是自变量和因变量能相互联系构成函数关系的条件,无此条件,函数就没意义。对应法则是正确理解函数概念的关键。函数关系不同于一般的依赖关系,“y是x的函数”并不意味着y随x的变化而变化。函数关系也不同于因果关系。例如一昼夜的气温变化与时间变化是函数关系,但时间变化并不是气温变化的实际原因。y=f(x)中的“f”表示从x到y的对应法则,“f”是一个记号,不是一个数,不能把f(x)看作f乘以x。如果函数是用公式给出的,则“f”表示公式里的全部运算。 (2) 函数与函数表达式不同。函数表达式是表示函数的一种形式,表示函数还可以用其他的形式,不要以为函数就是式子。 (3) f(x)与f(a)是有区别的。f(x)是函数的记号,f(a)是函数值的记号,是f(x)当x=a时的函数值。 (4)两个函数,当其定义域相同,对应法则一样时,此二函数才是相同的。 二、函数的有界性、单调性、周期性和奇偶性: 对函数的有界性、单调性、周期性和奇偶性的学习应注意以下几点: (1) 并不是函数都具有这些特性,而是在研究函数时,常要研究函数是否具有这些特性。 (2) 函数是否“有界”或“单调”,与所论区间有关系。 (3) 具有奇、偶性的函数,其定义域是关于原点对称的。如果f(x)是奇函数,则f(0)=0。存在着既是奇函数,又是偶函数的函数,例f(x)=0。f(x)+f(-x)=0是判别f(x)是否为奇函数的有效方法。 (4) 周期函数的周期通常是指其最小正周期,但不是任何周期函数都有最小周期。 一、P21:1;5 1.设),(),(∞+∞=55--A ,) ,【310-B =,写出 B A B A B A -=\,A B ,及)()\(\B A A B A A --=的表达式。 解:),5()3,(+∞-∞= B A )5,10[-=B A ),5)10,(\+∞--∞=-=( B A B A )5,10[)()\(\--=--=B A A B A A 5.下列各题中,函数)(x f 和)x g (是否相同?为什么? (1) x x g x x f lg 2)(,lg )(2== 解:不同。定义域不同,),0()0,(+∞-∞= f D ),0(+∞=g D 。 (2) 2 )(,)(x x g x x f == 解:不同。对应法则不同,即:值域不同。),0[,+∞==g f R R R 。 (3) 3 3 4 )(x x x f -=, 3 1)(-?=x x x g 解:相同。因为定义域和对应法(或值域)则相同。 (4) x x x g x f 2 2tan sec )(,1)(-== 解:不同。定义域不同,R D f = },1,0,2 { ±=+ ≠=k k x x D g π π。 二、P21:4(1)、(3)、(5)、(7)、(9);6;7(2); P22:10(1)、(4)、(5);11(1)、(3)、(5);15(1)、(3);16. 4.求下列函数的自然定义域: (1) 23+=x y ; 解:32023-≥?≥+x x 。即:),3 2 [+∞-=D 。 (3)211x x y --=; 解:???≤≤-≠????≥-≠1 10 0102 x x x x 。即:]1,0()0,1[ -=D 。 (5) x y sin =; 解:0≥x 。即:),0[+∞=D (7))3arcsin(-=x y ; 解:42131≤≤?≤-≤-x x 。即:]4,2[=D 。 (9))1ln(+=x y 解:101->?>+x x 。即:),1(+∞-=D 6.设,3 ,3,0,sin )(ππ?≥??=x x x x 求)2(),4(),4(),6(--?π?π?π?,并 作出函数的)(x y ?=图形 解:3 2,34,34,36πππππππ≥-<-<< , 216sin 6==?? ? ??∴ππ?,224sin 4==??? ??ππ?, 第一章 函数与极限 第一节 映射与函数 1.填空题: (1)函数)(x f y =与其反函数)(x y ?=的图形关于 x y = 对称. (2 )函数 2 1 ()1f x x = +-的定义域为__________________________; (3)若)(x f 的定义域是[0,1],则)1(2+x f 的定义域是 {0} . (4)设b ax x f +=)(,则=-+= h x f h x f x ) ()()(? a . (5)若,11)(x x f -=则=)]([x f f x x 1- ,=)]}([{x f f f x . (6)函数2 x x e e y --=的反函数为 。 (7 )函数y =: x ≥0,值域: 0≤y <1 ,反函数: x =-ln(1-y 2), 0≤y <1 2. 选择题: (1)下列正确的是:(B ,C ) A.2 lg )(x x f =与x x g lg 2)(=是同一函数. B.设)(x f 为定义在],[a a -上的任意函数,则)()(x f x f -+必为偶函数,)()(x f x f --必为奇函数. C.?? ? ??<-=>==0,10,00,1sgn x x x x y 是x 的奇函数. D.由任意的)(u f y =及)(x g u =必定可以复合成y 为x 的函数. . (2))sin()(2 x x x f -=是( A ). A.有界函数; B. 周期函数; C. 奇函数; D. 偶函数. (3)设54)(2 ++=bx x x f ,若38)()1(+=-+x x f x f ,则b 为( B ). A.1; B.–1; C.2; D.–2. (4)函数 2 1 arccos 1++-=x x y 的定义域是( ) 随堂练习 一 第一章 函数与极限 一、填空题 1、43 2lim 23=-+-→x k x x x ,则k= 。 2、函数x x y sin = 有间断点 ,其中 为其可去间断点。 3、若当0≠x 时 ,x x x f 2sin )(= ,且0)(=x x f 在处连续 ,则=)0(f 。 4、=++++∞→3 52352) 23)(1(lim x x x x x x 。 5、3) 2 1(lim -∞ →=+e n kn n ,则k= 。 6、函数2 31 22+--=x x x y 的间断点是 。 7、当+∞→x 时, x 1 是比 3-+x 8、当0→x 时,无穷小x --11与x 相比较是 无穷小。 9、函数x e y 1=在x=0处是第 类间断点。 10、设1 1 3 --= x x y ,则x=1为y 的 间断点。 11、已知33=?? ? ??πf ,则当a 为 时,函数x x a x f 3sin 31sin )(+=在3π=x 处连续。 12、设?? ???>+<=0)1(02sin )(1x ax x x x x f x 若)(lim 0 x f x →存在 ,则a= 。 13、设? ??>≤+=0,cos 0 ,)(x x x a x x f 在0=x 连续 ,则常数a= 。 二、计算题 1、计算下列极限 (1))2141211(lim n n ++++ ∞ → ; (2)2)1(321lim n n n -++++∞→ ; (3)35lim 22-+→x x x ; (4)1 1 2lim 221-+-→x x x x (5))12)(11(lim 2x x x -+ ∞ → ; (6)x x x 1 sin lim 20→ ; (7)x x x x +---→131lim 21 ; (8))1(lim 2 x x x x -++∞ → ; 2、计算下列极限 (1)x wx x sin lim 0→ ; (2)x x x 5sin 2sin lim 0→ ; (3)x x x cot lim 0→ ; (4)x x x x )1( lim +∞→ ; (5)1 )11(lim -∞→-+x x x x ; (6)x x x 1 )1(lim -→ ; 3、比较无穷小的阶 (1)32220x x x x x --→与,时 ; (2))1(2 1 112 x x x --→与,时 ; (3)当0→x 时 , 232-+x x 与x 。 4、利用等价无穷小性质求极限 (1)30sin sin tan lim x x x x -→ ; (2)),()(sin ) sin(lim 0是正整数m n x x m n x → ; 5、讨论函数的连续性 。 在? ??=>-≤-=11,31 ,1)(x x x x x x f 6、利用函数的连续性求极限 (1))(lim 22 x x x x x -- ++∞ →; (2)x x x sin ln lim 0 → (3)x x x 2)11(lim + ∞→; (4))1 1 (lim ,)1(lim )(1 --=+ →∞→t f n x x f t n n 求设 (5))1(lim 2 x x x x -++∞ → ; (6)1)1232( lim +∞→++x x x x ; (7)3 0sin tan lim x x x x -→ ; 7、设函数???≥+<=0 ,0 ,)(x x a x e x f x 应当怎样选择a ,使得) ()(∞+-∞,成为在x f 内的连续函数。 8、证明方程135 =-x x 至少有一个根介于1和2之间。 9、设????? ≤+>=0 ,0,1sin )(2 x x a x x x x f 要使),()(∞+-∞在x f 内连续, 应当怎样选择数a ? 设 f ( x ) 2 x , 求 f ( x ) 的 定 义 域 及 值 域 。 1 x 设 f ( x) 对一切实数 x 1, x 2 成立 f ( x 1 x 2 ) f ( x 1 ) f ( x 2 ),且 f (0 ) 0, f (1) a , 求 f (0 )及 f ( n).(n 为正整数 ) 定 义 函 数 I ( x) 表 示 不 超 过 x 的 最 大 整 数 叫 做 x 的 取 整 函 数 ,若 f ( x) 表 示 将 x 之 值 保 留 二 位小数,小数第 3 位起以后所有数全部舍去,试用 表 示 f ( x) 。 I ( x) 定 义 函 数 I ( x) 表 示 不 超 过 x 的 最 大 整 数 叫 做 x 的 取 整 函 数 ,若 g ( x) 表 示 将 x 依 4 舍 5 入 法 则 保 留 2 位 小 数 , 试 用 I ( x) 表 示 g ( x) 。 在某零售报摊上每份报纸的进价为 0.25 元,而零售价为 0.40 元,并且如果报纸当天未售 出 不 能 退 给 报 社 ,只 好 亏 本 。若 每 天 进 报 纸 t 份 ,而 销 售 量 为 x 份 ,试 将 报 摊 的 利 润 y 表 示 为 x 的函数。 定义函数 I ( x)表示不超过 x 的最大整数叫做 x 的取整函数,试判定 ( x) x I ( x )的周期性。 判定函数 x x ln( 1 x x )的奇偶性。 f ( x ) ( e 1) 设 f ( x ) e x sin x , 问 在 0 , 上 f ( x ) 是 否 有 界 ? 函 数 y f ( x ) 的 图 形 是 图 中 所 示 的 折 线 O BA , 写 出 y f ( x) 的 表 达 式 。 x 2 , 0 x ; x , x ; 设 f ( x) 2 ( x) 0 4 求 f ( x ) 及f ( x ) . x x 4 x x , . , . 2 2 2 4 6 设 f ( x ) 1, x 0 ; ( x ) 2 x 1, 求 f ( x ) 及 f ( x) . 1 , x 0 . e x , x ; 0 , x 0 ; 设 f ( x ) 求 f ( x )的反函数 g ( x ) 及 f ( x ) . x x ( x) x 2, x 0 , . . 1 x ) , ( x ) x , x 0 ; 求 f ( x ) . 设 f ( x )( x x 2 , x 2 0 . 2 x , x 0 ; 求 f f ( x ) 设 f ( x ) x 0. . 2 , 0 , x ; x , x ; ( x ) 求 f ( x) ( x ). 设 f ( x ) x , x 0 . x , x . 1 高等数学第一章函数与极限试题 一. 选择题 1.设F(x)是连续函数f(x)的一个原函数,""N M ?表示“M 的充分必要条件是N ”,则必有 (A ) F(x)是偶函数?f(x)是奇函数. (B ) F(x)是奇函数?f(x)是偶函数. (C ) F(x)是周期函数?f(x)是周期函数. (D ) F(x)是单调函数?f(x)是单调函数 2.设函数,1 1 )(1 -= -x x e x f 则 (A ) x=0,x=1都是f(x)的第一类间断点. (B ) x=0,x=1都是f(x)的第二类间断点 (C ) x=0是f(x)的第一类间断点,x=1是f(x)的第二类间断点. (D ) x=0是f(x)的第二类间断点,x=1是f(x)的第一类间断点. 3.设f (x)=x x 1-,x ≠0,1,则f [)(1 x f ]= ( D ) A ) 1-x B ) x -11 C ) X 1 D ) x 4.下列各式正确的是 ( C ) A ) lim 0 + →x )x 1 +1(x =1 B ) lim 0 + →x )x 1 +1(x =e C ) lim ∞ →x )x 1 1-(x =-e D ) lim ∞ →x )x 1 +1(x -=e 5.已知9)( lim =-+∞→x x a x a x ,则=a ( C )。 A.1; B.∞; C.3ln ; D.3ln 2。 6.极限:=+-∞→x x x x )1 1(lim ( C ) A.1; B.∞; C.2-e ; D.2e 7.极限:∞ →x lim 332x x +=( A ) A.1; B.∞; C.0; D.2. 8.极限:x x x 11lim 0 -+→ =( C ) A.0; B.∞; C 2 1; D.2. 9. 极限:)(lim 2x x x x -+∞ +→=( D ) A.0; B.∞; C.2; D. 2 1 . 10.极限: x x x x 2sin sin tan lim 30-→=( C ) A.0; B.∞; C. 16 1; D.16. 二. 填空题 11.极限1 2sin lim 2+∞ →x x x x = 2 . 12. lim 0 →x x arctanx =_______________. 13. 若)(x f y =在 点 x 连续,则 f )]()([lim 0→-0 x f x f x x =______f ’(xo)_________; 14. =→x x x x 5sin lim 0_________0.2__; 15. =-∞→n n n )2 1(lim _______e*e__________; 16. 若函数2 31 22+--=x x x y ,则它的间断点是___________2___1_____ 高等数学求极限的14种方法 一、极限的定义 1.极限的保号性很重要:设 A x f x x =→)(lim 0 , (1)若A 0>,则有0>δ,使得当δ<-<||00x x 时,0)(>x f ; (2)若有,0>δ使得当δ<-<||00x x 时,0A ,0)(≥≥则x f 。 2. 极限分为函数极限、数列极限,其中函数极限又分为∞→x 时函数的极限和0x x →的极限。 要特别注意判定极限是否存在在: (1)数列{} 的充要条件收敛于a n x 是它的所有子数列均收敛于a 。常用的是其推论,即“一个数列收敛于a 的充要条件是其奇子列和偶子列都收敛于a ” (2)A x x f x A x f x =+∞ →= -∞ →? =∞ →lim lim lim )()( (3) A x x x x A x f x x =→=→?=→+ - lim lim lim 0 )( (4) 单调有界准则 (5)两边夹挤准 (夹逼定理/夹逼原理) (6) 柯西收敛准则(不需要掌握)。极限 )(lim 0 x f x x →存在的充分必要条件。是: ε δεδ<-∈>?>?|)()(|)(,0,021021x f x f x U x x o 时,恒有、使得当 二.解决极限的方法如下: 1.等价无穷小代换。只能在乘除.. 时候使用。例题略。 2.洛必达(L ’hospital )法则(大题目有时候会有暗示要你使用这个方法) 它的使用有严格的使用前提。首先必须是X 趋近,而不是N 趋近,所以面对数列极限时候先要转化成求x 趋近情况下的极限,数列极限的n 当然是趋近于正无穷的,不可能是负无穷。其次,必须是函数的导数要存在,假如告诉f (x )、g (x ),没告诉是否可导,不可直接用洛必达法则。另外,必须是“0比0”或“无穷大比无穷大”,并且注意导数分母不能为0。洛必达法则分为3种情况: (1)“ 00”“∞ ∞ ”时候直接用 (2)“∞?0”“∞-∞”,应为无穷大和无穷小成倒数的关系,所以无穷大都写成了无穷小的倒数形式了。通 项之后,就能变成(i)中的形式了。即)(1)()()()(1)()()(x f x g x g x f x g x f x g x f ==或;) ()(1 )(1 )(1 )()(x g x f x f x g x g x f -=- (3)“00”“∞1”“0 ∞”对于幂指函数,方法主要是取指数还取对数的方法,即 e x f x g x g x f ) (ln )()()(=, 这样就能把幂上的函数移下来了,变成“∞?0”型未定式。 第一讲函数、连续与极限 一、理论要求 1.函数概念与性质函数的基本性质(单调、有界、奇偶、周期) 几类常见函数(复合、分段、反、隐、初等函数) 2.极限极限存在性与左右极限之间的关系 夹逼定理和单调有界定理 会用等价无穷小和罗必达法则求极限 3.连续函数连续(左、右连续)与间断 理解并会应用闭区间上连续函数的性质(最值、有界、介值) 二、题型与解法 A.极限的求法(1)用定义求 (2)代入法(对连续函数,可用因式分解或有理化消除零因子) (3)变量替换法 (4)两个重要极限法 (5)用夹逼定理和单调有界定理求 (6)等价无穷小量替换法 (7)洛必达法则与Taylor级数法 (8)其他(微积分性质,数列与级数的性质) 1. (等价小量与洛必达) 2.已知 (洛必达) 3. (重要极限) 4.已知a、b为正常数, (变量替换)5. 解:令 6. (变量替换) 7.已知在x=0连续,求a 解:令(连续性的概念) 三、补充习题(作业) 1.(洛必达) 2.(洛必达或Taylor) 第二讲导数、微分及其应用 一、理论要求 1.导数与微分导数与微分的概念、几何意义、物理意义 会求导(基本公式、四则、复合、高阶、隐、反、参数方程求导) 会求平面曲线的切线与法线方程 2.微分中值定理理解Roll、Lagrange、Cauchy、Taylor定理 会用定理证明相关问题 3.应用会用导数求单调性与极最值、凹凸性、渐进线问题,能画简图 会计算曲率(半径) 二、题型与解法 A.导数微分的计 算 基本公式、四则、复合、高阶、隐函数、参数方程求导 1.决定,求 2.决定,求 解:两边微分得x=0时,将x=0代入等式得y=1 3.决定,则 B.曲线切法线问题5.f(x)为周期为5的连续函数,它在x=1可导,在x=0的某邻域内满足f(1+sinx)-3f(1-sinx)=8x+o(x)。求f(x)在(6,f(6))处的切线方程。 解:需求,等式取x->0的极限有:f(1)=0 C.导数应用问题 6.已知, ,求点的性质。 解:令,故为极小值点。 7.,求单调区间与极值、凹凸区间与拐点、渐进线。 解:定义域 函数极限总结 一.极限的产生 极限理论是研究关于极限的严格定义、基本性质和判别准则等问题的基础理论。 极限思想的萌芽可以追溯到古希腊时期和中国战国时期,但极限概念真正意义上的首次出现于沃利斯的《无穷算数》中,牛顿在其《自然哲学的数学原理》一书中明确使用了极限这个词并作了阐述。但迟至18世纪下半叶,达朗贝尔等人才认识到,把微积分建立在极限概念的基础之上,微积分才是完善的,柯西最先给出了极限的描述性定义,之后,魏尔斯特拉斯给出了极限的严格定义(ε-δ和ε-N 定义)。 从此,各种极限问题才有了切实可行的判别准则,使极限理论成为了微积分的工具和基础。[1] 二.极限知识点总结 1. 极限定义 函数极限:设函数f(x)在点的x 0某一去心邻域内有定义,如果存在常数A ,对于任意给定的正数ε(无论它多么小),总存在正数 ,使得当x 满足不等式 时,对应的函数值 都满足不等式: 那么常数A 就叫做函数f(x)?当x →x 0时的极限,记作。[2] 单侧极限:?.左极限:或 ?.右极限:或 定理: 函数当时极限存在的充分必要条件是左、右极限各自存在且相 δ<<|x -x |00ε <-|)(|A x f A x f x x =→)(lim 0 A x f x x =- →)(lim )()(左→→x A x f A x f x x =+ →)(lim )()(右→→x A x f A x f x f A x f x x ==? =+-→)()()(lim 0 )(x f 0x x → 等 即。 2. 极限概念 函数极限可以分成以的极限为例,f(x) 在点x 0以A 为极限的定义是:对于任意给定的正数ε(无论它多么小),总存在正数δ,使得当x 满足不等式 时,对应的函数值f(x)都满足不 等式:|f(x)-A|<ε,那么常数A 就叫做函数f(x)当 x →x 。时的极限。 函数极限具有唯一性、局部有限性、局部保号性[2] 3. 存在准则 有些函数的极限很难或难以直接运用极限运算法则求得,需要先判定。下面介绍几个常用的判定数列极限的定理。 准则Ⅰ.如果数列,及满足以下条件: (1)从某项起,即,当时,有; (2);, 那么数列的极限存在,且 准则Ⅰ'如果(1)当(或)时, (2) ,, 那么存在,且等于。 夹逼定理:(1)当时,有??成立 (2) ?,那么,极限存在,且等于A 【准则Ⅰ,准则Ⅰ′合称夹逼定理】 )()()(lim 0 00x f x f x f x x →+-==0,,,x x x x x →-∞→+∞→∞→0x x →{}n x {}n y {}n z +∈?N n 00n n >n n n z x y ≤≤a y n x =∞→lim a z n x =∞ →lim {}n x a x n x =∞ →lim ),(0r x U x ο ∈M x >||)()()(x h x f x g ≤≤A x g x x x =∞→→)(lim ) (0 A x h x x x o =∞→→)(lim ) ()(lim ) (0 x f x x x ∞→→A ),(x 0r x U ο ?()0x f 第一章 函数、极限和连续 §1.1 函数 一、 主要内容 ㈠ 函数的概念 1. 函数的定义: y=f(x), x ∈D 定义域: D(f), 值域: Z(f). 2.分段函数: ?? ?∈∈=21)()(D x x g D x x f y 3.隐函数: F(x,y)= 0 4.反函数: y=f(x) → x=φ(y)=f -1(y) y=f -1 (x) 定理:如果函数: y=f(x), D(f)=X, Z(f)=Y 是严格单调增加(或减少)的; 则它必定存在反函数: y=f -1(x), D(f -1)=Y, Z(f -1)=X 且也是严格单调增加(或减少)的。 ㈡ 函数的几何特性 1.函数的单调性: y=f(x),x ∈D,x 1、x 2∈D 当x 1<x 2时,若f(x 1)≤f(x 2), 则称f(x)在D 内单调增加( ); 若f(x 1)≥f(x 2), 则称f(x)在D 内单调减少( ); 若f(x 1)<f(x 2), 则称f(x)在D 内严格单调增加( ); 若f(x 1)>f(x 2), 则称f(x)在D 内严格单调减少( )。 2.函数的奇偶性:D(f)关于原点对称 偶函数:f(-x)=f(x) 奇函数:f(-x)=-f(x) 3.函数的周期性: 周期函数:f(x+T)=f(x), x ∈(-∞,+∞) 周期:T ——最小的正数 4.函数的有界性: |f(x)|≤M , x ∈(a,b) ㈢ 基本初等函数 1.常数函数: y=c , (c 为常数) 2.幂函数: y=x n , (n 为实数) 3.指数函数: y=a x , (a >0、a ≠1) 4.对数函数: y=log a x ,(a >0、a ≠1) 5.三角函数: y=sin x , y=con x y=tan x , y=cot x y=sec x , y=csc x 6.反三角函数:y=arcsin x, y=arccon x y=arctan x, y=arccot x ㈣ 复合函数和初等函数 1.复合函数: y=f(u) , u=φ(x) y=f[φ(x)] , x ∈X 2.初等函数: 考研数学高数公式:函数与极限 第一章:函数与极限 第一节:函数 函数属于初等数学的预备知识,在高数的学习中起到铺垫作用,直接考察的内容比较少,但是如果这章节有所缺陷对以后的学习都会有所影响。 基础阶段: 1.理解函数的概念,能在实际问题的背景下建立函数关系; 2.掌握并会计算函数的定义域、值域和解析式; 3.了解并会判断函数的有界性、单调性、周期性、奇偶性等性质; 4.理解复合函数和反函数的概念,并会应用它们解决相关的问题; 强化阶段: 1.了解函数的不同表现形式:显式表示,隐式表示,参数式,分段表示; 2.掌握基本初等函数的性质及其图形,了解初等函数的概念。 冲刺阶段: 1.综合应用函数解决相关的问题; 2.掌握特殊形式的函数(含极限的函数,导函数,变上限积分,并会讨论它们的相关性质。 第二节:极限 极限可以说是高等数学的基础,极限的计算也是高等数学中最基本的运算。在考试大纲中明确要求考生熟练掌握的基本技能之一。虽在考试中站的分值不大。但是在其他的试题中得到广泛应用。因此这部分学习直接营销到整个学科的复习结果 基础阶段 1.了解极限的概念及其主要的性质。 2.会计算一些简单的极限。 3.了解无穷大量与无穷小量的关系,了解无穷小量的比较方法,记住常见的等价无穷小量。 强化阶段: 1.理解极限的概念,理解函数左右极限的概念及其与极限的关系(数一数二/了解数列 极限和函数极限的概念(数三; ▲2.掌握计算极限的常用方法及理论(极限的性质,极限的四则运算法则,极限存在的两个准则,两个重要极限,等价无穷小替换,洛必达法则,泰勒公式; 3.会解决与极限的计算相关的问题(确定极限中的参数; 4.理解无穷大量和无穷小量的概念及相互关系,会进行无穷小量的比较,记住常见的等价无穷小量并能在计算极限时加以应用(数一数二/理解无穷小量的概念,会进行无穷小量的比较,记住常见的等价无穷小量并能在计算极限时加以应用,了解无穷大量的概念及其与无穷小量的关系(数三。 冲刺阶段: 深入理解极限理论在微积分中的中心地位,理解高等数学中其它运算(求导,求积分与极限之间的关系,建立完整的理论体系。 答案: 一.选择题 1.A 【分析】 本题可直接推证,但最简便的方法还是通过反例用排除法找到答案. 【详解】 方法一:任一原函数可表示为 ?+=x C dt t f x F 0 )()(,且).()(x f x F =' 当F(x)为偶函数时,有)()(x F x F =-,于是)()1()(x F x F '=-?-',即 )()(x f x f =--,也即)()(x f x f -=-,可见 f(x)为奇函数; 反过来,若f(x)为奇函数,则? x dt t f 0 )(为偶函数,从而 ?+=x C dt t f x F 0 )()(为偶函数,可见(A)为正确选项. 方法二:令f(x)=1, 则取F(x)=x+1, 排除(B)、(C); 令f(x)=x, 则取F(x)=2 2 1x , 排除(D); 故应选(A). 【评注】 函数f(x)与其原函数F(x)的奇偶性、周期性和单调性已多次考查过. 请读者思考f(x)与其原函数F(x)的有界性之间有何关系? 2. D 【分析】 显然x=0,x=1为间断点,其分类主要考虑左右极限. 【详解】 由于函数f(x)在x=0,x=1点处无定义,因此是间断点. 且 ∞=→)(lim 0 x f x ,所以 x=0为第二类间断点; 0)(lim 1=+ →x f x ,1)(lim 1 -=- →x f x ,所以x=1为第一类间断点,故 应选(D). 【评注】 应特别注意:+∞=-+ →1 lim 1x x x ,.1 lim 1-∞=-- →x x x 从而 +∞=-→+ 1 1lim x x x e ,.0lim 1 1 =-→- x x x e 3 C 4 A 5 C 6 C 7 A 8 C ∵x →∞时,分母极限为令,不能直接用商的极限法则。先恒等变形,将函数“有理化”: 原式 = 2 1111lim )11() 11)(11(lim 0 =++=++++-+→→x x x x x x x . (有理化法) 9 D 10 C 解 原式 16 1821lim )2()cos 1(tan lim 32 030=?=-=→→x x x x x x x x . ▌ 注 等价无穷小替换仅适用于求乘积或商的极 的每项作等价替换,则 原式0)2(l i m 3 =-=→x x x x . 第一章 函数与极限 一 函数(见§1.1) Ⅰ 内容要求 (ⅰ)在中学已有函数知识的基础上,加深对函数概念的理解和函数性质(奇偶性、单调 性、周期性和有界性)的了解。 (ⅱ)理解复合函数的概念,了解反函数的概念,了解分段函数的概念。 (ⅲ)记忆基本初等函数的图象,了解初等函数的概念,自学双曲函数及反双曲函数。 (ⅳ)学会建立简单实际问题中的函数关系式。 Ⅱ 基本题型 (ⅰ)有关确定函数定义域的题型 1.(4分)1 )2ln()(+-= x x x f 的定义域为 21<<-x 2.(4分)) 2ln(1 )(x x x f -+= 的定义域为 [))2,1(1,1Y - 3.(4分))32arcsin(-=x y 的定义域为--------------- ( D ) A )2,1( B )2,1[ C ]2,1( D ]2,1[ 4.设)(x f 的定义域D = ]1,0[,求下列各函数的定义域: (1)(6分))(2 x f []1,1-∈x (2)(6分))2(x f (]0,∞-∈x (3)(7分))31 ()31(-++x f x f ?? ????∈32,31x (ⅱ)有关确定函数(反函数)表达式的题型 5.(4分)已知: x x f cos 1)2 (sin +=,则)(x f =)1(22 x - 6.(4分)设???????>=<-=0,10,00,1)(x x x x f ,则=)]([x f f ??? ? ???>=<-=0,10,00,1)(x x x x f 7.求下列函数的反函数 (1)(4分)31+=x y 1,13 3-=-=x y y x (2)(4分)x x y +-= 11 x x y y y x +-=+-=11,11 )1(-≠x高等数学函数极限与连续习题及答案
第一章函数与极限复习提纲
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高等数学同济大学版课程讲解函数的极限
同济第六版《高等数学》教案WORD版-第01章 函数与极限
高等数学(同济五版)第一章 函数与极限知识点
第一章 函数与极限的练习解答
1第一章 函数与极限答案
高数第一次课随堂练习函数与极限
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