第一篇:2018考研數學知識點:函數極限及連續性內容總結
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2018考研數學知識點:函數極限及連續性內容總結
考研數學中的高等數學,為學生引路,為學員服務
大量的概念、性質以及無窮小量的階的比較等等,特別是階的比較,是常考的地方。
3.函數的連續性的定義,間斷點的分類,以及連續函數的性質,特別是在閉區間上的連續函數的性質,也是常考的地方。
以上是本章的主要內容,既然是微積分學的基礎啊,那么其重要性就不言而喻了,同時也每年都考。當然,由于本章的基本概念、基本理論和基本方法比較多,而這也是相關的考點。從以往的考試分析來說,得分率比較低,希望同學們一定概要重視三基的復習。通過試卷的分析,可以大致歸納一下常考的三種題型:求解極限;無窮小量的比較;間斷點的分類判斷。對于無窮小量的比較,實際上是求解blob.png型這一未定式的極限,而判斷間斷點的類型,也是求解極限。因此,這三種題型的中心就是求極限,實際上求極限是貫穿始終的。那么同學們的復習重點就在于求極限的常用方法:如倒代換,有理化,等價代換,洛必達法則,兩個基本極限等等。
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第二篇:函數的極限和函數的連續性(本站推薦)
第一部分高等數學
第一節函數的極限和函數的連續性
考點梳理
一、函數及其性質
1、初等函數
冪函數:y?xa(a?R)
指數函數y?ax(a?1且a?1)
對數函數:y?logax(a?0且a?1)
三角函數:sin x , cos x , tan x , cot x
反三角函數:arcsin x , arcos x , arctan x , arccot x2、性質(定義域、值域、奇偶性、單調性、周期性、有界性)
【注】奇偶性、單調性相對考察的可能性打,但一般不會單獨出題,常與其他知識點結合起來考察(比如與積分、導數結合)
二、函數極限
1. 數列極限
定義(略)
收斂性質:極限的唯一性、極限的有界性、極限的保號性。
·類比數列極限,函數極限有唯一性、局部有界性、局部保號性。
單側極限(左極限、右極限)
【注】函數極限為每年的必考內容,常見于客觀題中。一般為2~3題。
2. 兩個重要極限
(1)limsinx?1 x?0x
x類似得到:x→0時,x~ln(x+1)~arcsin x~arctan x~tan x(2)lim(1?x)?e x?0
類似得到:lim(1?)?elim(1?)?x??x??1xx
1xx1 e
·此處,需提及無窮大,無窮小的概念,希望讀者進行自學。
三、函數的連續性
1. 概念:函數f(x)在x0處的連續(f(x)在x0點左連續、f(x)在x0點右連續)函數f(x)在開區間(a,b)上的連續
函數f(x)在閉區間[a,b]上的連續
2. 函數的間斷點分類
● 跳躍式間斷點:函數f(x)在點x0的左右極限都存在但不相等。
● 函數在點x0的左右極限都存在且相等,但不等于該點的函數值(或函數值在該
點無定義)
● 振蕩間斷點:f(x)在點x0的左右極限至少有一個不存在。
3. 連續函數的和、積、商,初等函數的連續性
● 有限個在某點連續的函數的和是一個在該點連續的函數。
● 有限個再某點連續的函數的積是一個在該點連續的函數。
● 兩個在某點連續的函數的商事一個在該點連續的函數(分母在該點不為零)● 一切基本初等函數在定義域(或定義區間)上是連續的。
4. 閉區間上的連續函數的性質
●(最大、最小定理)在閉區間上連續的函數一定有最大值和最小值。
●(有界性定理)在閉區間上連續的函數一定在該區間上有界。
●(零點定理)設函數f(x)在閉區間[a,b]上連續,且f(a)與f(b)異號(即f(a)·f(b)<0),那么在開區間(a,b)內至少有函數f(x)的一個零點。
● 介值定理:設函數f(x)在閉區間[a,b]上連續,且在這區間的端點處取不同的函
數值f(a)=A及f(b)=B,那么,對于A與B之間的任意一個數C,在開區間(a,b)
內至少有一點ξ,使得f(b)=C(a<ξ
【注】函數的連續性,一般在客觀題目中出現,分值不大,一般1~2題。
典型例題分析
【例1】(2010年真題)(工程類)計算極限limx?sinx? x?0x?sinx
A.1B.-1C.0D.2sinx?1這一重要極限。如此,我們不難解x?0x
sinxsinx1?1?limx?sinxx?0??0。出該極限為0.即lim?limx?0x?sinxx?01?1?limx?0xx
x?cx)?e6,則常數c=_________。【例2】(2010年真題)(工程類)設lim(x??x?c
1x1【解析】解決此類題目,我們要靈活運用lim(1?)?。x??xe【解析】:解決此類題目,我們要深刻掌握lim
2cxx?cx2cx
2?ccx?clim()?lim(1?)?limex??x?cx??x??x?c?2c1?c?e?2c?e6。則c=-3。
1???xsin,x?0【例3】(2009年真題)(工程類)設f(x)??若f(x)在點x=0處連續,則αx??0,x?0的取值范圍是
A.(-∞,+ ∞)B.[0,+ ∞]C.(0,+ ∞)D.(1,+ ∞)
【解析】函數f(x)為一個分段函數,要使其在點x=0處連續,只需limxsinx?0?1?0,不難x
發現x→0時,sin x 為有界的,我們只需滿足limx?0即可。易得,α>0。但α不能等于x?0?
0,否則limsinx?01?0。x
提高訓練
1、求下列函數的定義域
(1)y?
(2)y?1 2x?2x
(3)y=lg(3x+1)
(4)y?1? 1?x22、判斷一下函數的奇偶性
ax?a?x
(1)y = tan x(2)y?a(3)y? 2x3、求下列函數的極限
1x3?4x2(1)lim(3x?1)(2)lim3(3)limxsinx?3x?0x?0x?xx
sin3x15sin2x(4)lim(5)lim(6)lim(1?)x?0x??x?01?cosxxx
?1?ex,x?0??
4、討論f(x)??0,x?0在x=0點的連續性。
x?05、證明方程x?3x?1至少有一個根介于1和2之間。
【答案】
1、(1)[-1,1](2)(-∞,0)∪(0,2)∪(2,+∞)(3)(-1/3,+∞)
(4)[-2,-1)∪(-1,1)∪(1,+∞)
2、(1)奇(2)非奇非偶(3)偶
3、(1)8(2)4(3)0(4)2(5)3(6)
14、連續
5、證明:記f(x)?x?3x?1,f(1)=-3<0,f(2)=25>0。由零點存在定理知,至少存在一個零點介于1和2之間。即方程x?3x?1在1和2之間至少有一個根。555
第三篇:極限的四則運算函數的連續性
極限的四則運算函數的連續性
極限的四則運算,函數的連續性
二.教學重、難點: 1.函數在一點處連續
2.函數在開區間,閉區間上連續 3.連續函數的性質
(1)若與在處連續,則,()在處也連續。
(2)最大、最小值,若是[]上的連續函數,那么在上有最大值和最小值,最值可在端點處取得,也可以在內取得。
【典型例題】 [例1] 求下列極限(1)(2)(3)(4)解:(1)原式(2)原式
(3)原式
(4)原式
[例2] 求下列各數列的極限(1)(2)(3)解:(1)原式(2)原式(3)原式
[例3] 已知數列是正數構成的數列,且滿足,其中是大于1的整數,是正數。
(1)求的通項公式及前項和;(2)求的值。解:
(1)由已知得
∴ 是公比為的等比數列,則
(2)① 當時,原式 ② 當時,原式 ③ 當時,原式
[例4] 判定下列函數在給定點處是否連續。(1)在處;(2),在處。解:(1),但
故函數在處不連續(2)函數在處有定義,但,即
故不存在,所以函數在點處不連續。
[例5] 已知函數,試求:(1)的定義域,并畫出的圖象;(2)求,;
(3)在哪些點處不連續。解:
(1)當,即時,當時,不存在 當時,當時,即或時,∴
∴ 定義域為()(),圖象如圖所示
(2)
∴ 不存在
(3)在及處不連續
∵ 在處無意義 時,即不存在∴ 在及處不連續
[例6] 證明方程至少有一個小于1的正根。證明:令,則在(0,1)上連續,且當時。時,∴ 在(0,1)內至少有一個,使
即:至少有一個,滿足且,所以方程至少有一個小于1的正根。
[例7] 函數在區間(0,2)上是否連續?在區間[0,2]上呢? 解:(且)任取,則
∴ 在(0,2)內連續,但在處無定義 ∴ 在處不連續,從而在[0,2]上不連續
[例8] 假設,在上不連續,求的取值范圍。
解:若函數,在上連續,由函數在點處連續的定義,必有,因為,所以,所以,若不連續,則且。
[例9] 設
(1)若在處的極限存在,求的值;(2)若在處連續,求的值。解:
(1),因為在處極限存在,所以,所以,即(2)因為在處連續,所以在處的極限存在,且,由(1)知,且,又,所以。
【模擬試題】 一.選擇題:
1.已知,則下列結論正確的是()
A.B.不存在C.=1
D.= 2.的值為()
A.5
B.4
C.7
D.0 3.的值為()
A.1
B.0
C.D.4.的值為()
A.B.C.1
D.5.若,則的取值范圍是()
A.B.C.D.6.若在上處處連續,則常數等于()
A.0
B.1
C.2
D.7.在點處連續是在點處連續的()
A.充分不必要條件
B.必要不充分條件
C.充分必要條件
D.既不充分也不必要條件
8.的不連續點是()
A.無不連續點
B.C.D.二.解答題: 1.求下列極限:
(1)
(2)
(3)2.為常數,1,求。
3.已知
(1)在處是否連續?說明理由;(2)討論在和上的連續性。
【試題答案】 一.1.B
2.C
3.C D
二.1.解:(1)(2)
① 當時,∴
② 當時,∴
③ 當時,(3)2.解:∵
∴
∴,4.B
5.C
6.C
7.A
8.3.解:
(1)∵,則
∴
∵,且
∴
∵
∴ 不存在∴ 在處不連續(2)∵
∴ 在上是不連續函數 ∵
∴ 在上是連續函數。
第四篇:函數的極限及函數的連續性典型例題
函數的極限及函數的連續性典型例題
一、重點難點分析:
①
此定理非常重要,利用它證明函數是否存在極限。② 要掌握常見的幾種函數式變形求極限。③ 函數f(x)在x=x0處連續的充要條件是在x=x0處左右連續。
。④ 計算函數極限的方法,若在x=x0處連續,則
⑤ 若函數在[a,b]上連續,則它在[a,b]上有最大值,最小值。
二、典型例題
例1.求下列極限
①
②
③
④
解析:①。
②。
③。
④。
例2.已知,求m,n。
解:由可知x2+mx+2含有x+2這個因式,∴ x=-2是方程x2+mx+2=0的根,∴ m=3代入求得n=-1。
例3.討論函數的連續性。
解析:函數的定義域為(-∞,+∞),由初等函數的連續性知,在非分界點處函數是連續的,又
∴
由
從而f(x)在點x=-1處不連續。
∴ f(x)在(-∞,-1),(-1,+∞)上連續,x=-1為函數的不連續點。,∴ f(x)在x=1處連續。,例4.已知函數
試討論a,b為何值時,f(x)在x=0處連續。,(a,b為常數)。
解析:∵
且,∴,∴ a=1, b=0。
例5.求下列函數極限
①
②
解析:①。
②。
例6.設
解析:∵
要使存在,只需,問常數k為何值時,有存在?。,∴ 2k=1,故 時,存在。
例7.求函數
在x=-1處左右極限,并說明在x=-1處是否有極限?
解析:由∵,∴ f(x)在x=-1處極限不存在。,三、訓練題:
1.已知,則
2.的值是_______。
3.已知,則=______。
4.已知
5.已知,2a+b=0,求a與b的值。,求a的值。
參考答案:1.3
2.3.4.a=2, b=-45.a=0
第五篇:第十三章多元函數的極限和連續性
《數學分析(1,2,3)》教案
第十三章 多元函數的極限和連續性
§
1、平面點集
一 鄰域、點列的極限
定義1 在平面上固定一點M0?x0,y0?,凡是與M0的距離小于?的那些點M組成的平面點集,叫做M0的?鄰域,記為O?M0,??。
定義2 設Mn??xn,yn?,M0??x0,y0?。如果對M0的任何一個?鄰域O?M0,??,總存在正整數N,當n?N時,有Mn?O?M0,??。就稱點列?Mn?收斂,并且收斂于
M0,記為limMn??n?M0或?xn,yn???x0,y0??n???。
性質:(1)?xn,yn???x0,y0??xn?x0,yn?y0。(2)若?Mn?收斂,則它只有一個極限,即極限是唯一的。二 開集、閉集、區域
設E是一個平面點集。
1. 內點:設M0?E,如果存在M0的一個?鄰域O?M0,??,使得O?M0,???E,就稱M0是E的內點。2. 外點:設M1?E,如果存在M1的一個?鄰域O?M1,??,使得O?M1,???E??,就稱M1是E的外點。
3. 邊界點:設M*是平面上的一點,它可以屬于E,也可以不屬于E,如果對M*的任何?鄰域O?M*,??,其中既有E的點,又有非E中的點,就稱M*是E的邊界點。E的邊界點全體叫做E的邊界。4. 開集:如果E的點都是E的內點,就稱E是開集。
5. 聚點:設M*是平面上的一點,它可以屬于E,也可以不屬于E,如果對M*的任何?鄰域O?M*,??,至少含有E中一個(不等于M*的)點,就稱M*是E的聚點。性質:設M0是E的聚點,則在E中存在一個點列?Mn?以M0為極限。6. 閉集:設E的所有聚點都在E內,就稱E是閉集。
7. 區域:設E是一個開集,并且E中任何兩點M1和M2之間都可以用有限條直線段所組成的折線連接起來,而這條折線全部含在E中,就稱E是區域。一個區域加上它的邊界就是一個閉區域。三平面點集的幾個基本定理
1.矩形套定理:設?an?x?bn,cn?y?dn?是矩形序列,其中每一個矩形都含在前一個矩形中,并且
13-1
《數學分析(1,2,3)》教案
bn?an?0,dn?cn?0,那么存在唯一的點屬于所有的矩形。
2.致密性定理:如果序列?Mn?xn,yn??有界,那么從其中必能選取收斂的子列。
3.有限覆蓋定理:若一開矩形集合???????x??,??y???覆蓋一有界閉區域。那么從???里,必可選出有限個開矩形,他們也能覆蓋這個區域。
N4.收斂原理:平面點列?Mn?有極限的充分必要條件是:對任何給定的??0,總存在正整數N,當n,m?時,有r?Mn,Mm???。
§2 多元函數的極限和連續
一 多元函數的概念
不論在數學的理論問題中還是在實際問題中,許多量的變化,不只由一個因素決定,而是由多個因素決定。例如平行四邊行的面積A由它的相鄰兩邊的長x和寬y以及夾角?所確定,即A?xysin?;圓柱體體積V由底半徑r和高h所決定,即V??rh。這些都是多元函數的例子。
2一般地,有下面定義:
定義1 設E是R的一個子集,R是實數集,f是一個規律,如果對E中的每一點(x,y),通過規律f,在R中有唯一的一個u與此對應,則稱f是定義在E上的一個二元函數,它在點(x,y)的函數值是u,并記此值為f(x,y),即u?f(x,y)。
有時,二元函數可以用空間的一塊曲面表示出來,這為研究問題提供了直觀想象。例如,二元函數x?R22?x2?y2就是一個上半球面,球心在原點,半徑為R,此函數定義域為滿足關系式x?y?R222222的x,y全體,即D?{(x,y)|x?y?R}。又如,Z?xy是馬鞍面。二 多元函數的極限
2定義2
設E是R的一個開集,A是一個常數,二元函數f?M??f(x,y)在點M0?x0,y0??E附近有定義.如果???0,???0,當0?r?M,M0???時,有f(M)?A??,就稱A是二元函數在M0點的極限。記為limf?M??A或f?M??A?M?M0?。
M?M02定義的等價敘述1 設E是R的一個開集,A是一個常數,二元函數f?M??f(x,y)在點M0?x0,y0??E附近有定義.如果???0,???0,當0??x?x0???y?y0???時,有f(x,y)?A??,就稱A是13-2
《數學分析(1,2,3)》教案
二元函數在M0點的極限。記為limf?M??A或f?M??A?M?M0?。
M?M02定義的等價敘述2 設E是R的一個開集,A是一個常數,二元函數f?M??f(x,y)在點M0?x0,y0??E附近有定義.如果???0,???0,當0?x?x0??,0?y?y0??且?x,y???x0,y0?時,有
f0f(x,y)?A??,就稱A是二元函數在M0點的極限。記為limM?M?M??A或f?M??A?M?M0 ?。注:(1)和一元函數的情形一樣,如果limf(M)?A,則當M以任何點列及任何方式趨于M0時,f(M)M?M0的極限是A;反之,M以任何方式及任何點列趨于M0時,f(M)的極限是A。但若M在某一點列或沿某一曲線?M0時,f(M)的極限為A,還不能肯定f(M)在M0的極限是A。所以說,這里的“”或“”要比一元函數的情形復雜得多,下面舉例說明。例:設二元函數f(x,y)?xyx2?y22,討論在點(0,0)的的二重極限。
例:設二元函數f(x,y)?2xyx2?y或2,討論在點(0,0)的二重極限是否存在。
??0,例:f(x,y)????1,x?y其它y?0,討論該函數的二重極限是否存在。
二元函數的極限較之一元函數的極限而言,要復雜得多,特別是自變量的變化趨勢,較之一元函數要復雜。例:limx??y??x?yx2?xy?ysinxyx2。
例:① limx?0y?0② lim(x?y)ln(x?y)③ lim(x?y)ex?0y?0x??y??2222222?(x?y)
例:求f(x,y)?xy3223x?y在(0,0)點的極限,若用極坐標替換則為limrr?0coscos32?sin2?3??sin??0?(注意:cos3??sin?在??37?4時為0,此時無界)。
xyx22例:(極坐標法再舉例):設二元函數f(x,y)??y2,討論在點(0,0)的二重極限.
證明二元極限不存在的方法.
基本思想:根據重極限定義,若重極限存在,則它沿任何路徑的極限都應存在且相等,故若1)某個特殊路徑的極限不存在;或2)某兩個特殊路徑的極限不等;3)或用極坐標法,說明極限與輻角有關. 例:f(x,y)?xyx2?y2在(0,0)的二重極限不存在.
13-3
《數學分析(1,2,3)》教案
三
二元函數的連續性
定義3
設f?M?在M0點有定義,如果limf(M)?f(M0),則稱f?M?在M0點連續.
M?M0“???語言”描述:???0,???0,當0 ????四 有界閉區域上連續函數的性質 有界性定理 若f?x,y?再有界閉區域D上連續,則它在D上有界。一致連續性定理 若f?x,y?再有界閉區域D上連續,則它在D上一致連續。 最大值最小值定理 若f?x,y?再有界閉區域D上連續,則它在D上必有最大值和最小值。 nP0和P1是D內任意兩點,f是D內的連續函數,零點存在定理 設D是R中的一個區域,如果f(P0)?0,????????f(P1)?0,則在D內任何一條連結P0,P1的折線上,至少存在一點Ps,使f(Ps)?0。 五 二重極限和二次極限 在極限limf(x,y)中,兩個自變量同時以任何方式趨于x0,y0,這種極限也叫做重極限(二重極限).此x?x0y?y0外,我們還要討論當x,y先后相繼地趨于x0與y0時f(x,y)的極限.這種極限稱為累次極限(二次極限),其定義如下: 若對任一固定的y,當x?x0時,f(x,y)的極限存在:limf(x,y)??(y),而?(y)在y?y0時的x?x0極限也存在并等于A,亦即lim?(y)?A,那么稱A為f(x,y)先對x,再對y的二次極限,記為y?y0limlimf(x,y)?A. y?y0x?x0同樣可定義先y后x的二次極限:limlimf(x,y). x?x0y?y0上述兩類極限統稱為累次極限。 注意:二次極限(累次極限)與二重極限(重極限)沒有什么必然的聯系。例:(二重極限存在,但兩個二次極限不存在).設 11?xsin?ysin?yxf(x,y)???0?x?0,y?0x?0ory?0 由f(x,y)?x?y 得limf(x,y)?0(兩邊夾);由limsinx?0y?0y?01y不存在知f(x,y)的累次極限不存在。 例:(兩個二次極限存在且相等,但二重極限不存在)。設 13-4 《數學分析(1,2,3)》教案 f(x,y)?xyx2?y2,(x,y)?(0,0) 由limlimf(x,y)?limlimf(x,y)?0知兩個二次極限存在且相等。但由前面知limf(x,y)不存在。 x?0y?0y?0x?0x?0y?0例:(兩個二次極限存在,但不相等)。設 f(x,y)xx22?y?y22,(x,y)?(0,0) 則 limlimf(x,y)?1,limlimf(x,y)??1;limlimf(x,y)?limlimf(x,y)(不可交換) x?0y?0y?0x?0x?0y?0y?0x?0上面諸例說明:二次極限存在與否和二重極限存在與否,二者之間沒有一定的關系。但在某些條件下,它們之間會有一些聯系。 定理1 設(1)二重極限limf(x,y)?A;(2)?y,y?y0,limf(x,y)??(y)。則 x?x0y?y0x?x0y?y0lim?(y)?limlimf(x,y)?A。 y?y0x?x0(定理1說明:在重極限與一個累次極限都存在時,它們必相等。但并不意味著另一累次極限存在)。推論1 設(1)limf(x,y)?A;(2)?y,y?y0,limf(x,y)存在;(3)?x,x?x0,limf(x,y)x?x0y?y0x?x0y?y0存在;則limlimf(x,y),limlimf(x,y)都存在,并且等于二重極限limf(x,y)。 y?y0x?x0x?x0y?y0x?x0y?y0推論2 若累次極限limlimf(x,y)與limlimf(x,y)存在但不相等,則重極限limf(x,y)必不存在(可x?x0y?y0y?y0x?x0x?x0y?y0用于否定重極限的存在性)。例:求函數f?x,y??xy22222xy??x?y?在?0,0?的二次極限和二重極限。 13-5