第一篇: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:第二講 函數的極限典型例題
第二講
函數的極限
一
內容提要
1.函數在一點處的定義
x?x0limf(x)?A????0,???0,使得?x:0?x?x0??,有f(x)?A??.右極限
x?x0lim?f(x)?A????0,???0,使得?x:0?x?x0??,有f(x)?A??.左極限
x?x0lim?f(x)?A????0,???0,使得?x:0?x0?x??,有f(x)?A??.注1 同數列極限一樣,函數極限中的?同樣具有雙重性.
注2 ?的存在性(以x?x0為例):在數列的“??N”定義中,我們曾經提到過,N的存在性重在“存在”,而對于如何去找以及是否能找到最小的N無關緊要;對?也是如此,只要對給定的??0,能找到某一個?,能使0?x?x0??時,有f(x)?A??即可.
注3 討論函數在某點的極限,重在局部,即在此點的某個空心鄰域內研究f(x)是否無限趨近于A.
注4 limf(x)?A?limf(x)?limf(x)?A.
x?x0x?x0?x?x0?n????注5 limf(x)?A??{xn}??{xn}|xn?x0,且xn?x0?,有limf(xn)?A,稱為
n??x?x0??歸結原則――海涅(Heine)定理.它是溝通數列極限與函數極限之間的橋梁.說明在一定條件下函數極限與數列極限可以相互轉化.因此,利用定理必要性的逆否命題,可以方便地驗證某些函數極限不存在;而利用定理的充分性,又可以借用數列極限的現成結果來論證函數極限問題.(會敘述,證明,特別充分性的證明.)注6 limf(x)?A???0?0,x?x0???0,?x?:0?x??x0??,有f(x?)?A??0. 函數在無窮處的極限 設f(x)在[a,??)上有定義,則
limf(x)?A????0,x???X?a,?X?a,?X?a,使得?x:x?X,有f(x)?A??. 使得?x:x?X,有f(x)?A??. 使得?x:x??X,有f(x)?A??. x???limf(x)?A????0,limf(x)?A????0,x???注1 limf(x)?A?limf(x)?limf(x)?A.
x??x???x??? 1
n????注2 limf(x)?A??{xn}??{xn}|xn???,有limf(xn)?A.
n??x????3 函數的有界
設f(x)在[a,??)上有定義,若存在一常數M?0,使得?x?[a,??),有f(x)?M,則稱f(x)在[a,??)上有界. 4 無窮大量
x?x0limf(x)????G?0,???0,?X?0,使得?x:0?x?x0??,有f(x)?G. 使得?x:x?X,有f(x)?G. limf(x)????G?0,x??類似地,可定義limf(x)???,limf(x)???,limf(x)??,limf(x)??等.
x?x0?x?x0?x?x0?x?x0?注 若limf(x)??,且???0和C?0,使得?x:0?x?x0??,有f(x)?C?0,x?x0則limf(x)g(x)??.
x?x0
特別的,若limf(x)??,limg(x)?A?0,則limf(x)g(x)??.
x?x0x?x0x?x05 無窮小量
若limf(x)?0,則稱f(x)當x?x0時為無窮量.
x?x0注1 可將x?x0改為其它逼近過程.
注2 limf(x)?A?f(x)?A??(x),其中lim?(x)?0.由于有這種可以互逆的表x?x0x?x0達關系,所以極限方法與無窮小分析方法在許多場合中可以相互取代. 注3 limf(x)?0,g(x)在x0的某空心鄰域內有界,則limf(x)g(x)?0.
x?x0x?x0注4 limf(x)?0,且當x足夠大時,g(x)有界,則limf(x)g(x)?0.
x??x?x0注5 在某一極限過程中,無窮大量的倒數是無窮小量,非零的無窮小量的倒數是無窮大量. 6 函數極限的性質
以下以x?x0為例,其他極限過程類似.(1)limf(x)?A,則極限A唯一.
x?x0(2)limf(x)?A,則??,M?0,使得?x:0?x?x0??,有f(x)?M.
x?x0(3)limf(x)?A,limg(x)?B,且A?B,則???0,使得?x:0?x?x0??,x?x0x?x0有
f(x)?g(x)注
這條性質稱為函數的“局部保號性”.在理論分析論證及判定函數的性態中應用極普遍.(4)limf(x)?A,limg(x)?B,且???0當0?x?x0??時,f(x)?g(x)則x?x0x?x0A?B.
(5)limf(x)?A,limg(x)?B,則
x?x0x?x0x?x0lim?f(x)?g(x)??A?B
limf(x)?g(x)?A?B
limx?x0f(x)g(x)x?x0?AB(B?0)
要求:①進行運算的項數為有限項;②極限為有限數. 7 夾逼定理 若???0,使得?x:0?x?x0??,有f(x)?g(x)?h(x),且
x?x0x?x0x?x0limf(x)?limh(x)?A,則limg(x)?A. Cauchy收斂準則
函數f(x)在x0的空心鄰域內極限存在????0,???0,使得?x?,x??,當0?x??x0??,0?x???x0??時,有f(x?)?f(x??)??. 無窮小量的比較
設lim?(x)?0,lim?(x)?0,且limx?x0x?x0?(x)?(x)x?x0?k,則
(1)當k?0時,稱?(x)為?(x)的高階無窮小量,記作?(x)?o??(x)?;(2)當k??時,稱?(x)為?(x)的低階無窮小量;(3)當k?0且k??時,稱?(x)為?(x)的同階無窮小量.
特別的,當k?1時,稱?(x)和?(x)為等價的無窮小量,記作?(x)~?(x).
注1 上述定義中,自變量的變化過程x?x0也可用x???,x???,x??,x?x0,x?x0之一代替. ??注2 當x?0時,常見的等價無窮小有:
sinx~x,tanx~x,1?cosx~
x22,e?1~x,ln(1?x)~x,(1?x)xm?1~mx
注3 在用等價無窮小替換計算極限時,一般都要強調限定對“乘積因式”的等價替換.因為:
若?(x)~?(x)(P),則
limPf(x)?(x)?limPf(x)?(x)f(x)??limP?(x)?(x)?(x)或
limg(x)?(x)?limg(x)?(x)?PP?(x)?(x). ?limg(x)?(x)
(P為某逼近過程)
P而對于非乘積因式,這樣的替換可能會導致錯誤的結果.
注4 在某一極限過程中,若?(x)為無窮小量,則在此極限過程,有
?(x)?o??(x)?~?(x). 10 兩個重要極限(1)limsinxx1x?0?1;
(2)lim(1?x)x?e.
x?0
二、典型例題
例 用定義證明下列極限:(1)limx(x?1)x?12x?1?12;
12(2)limxx?1?x2x?????.
例 limf(x)?A,證明:
x?x0(1)若A?0,則有lim31f(x)2x?x0?1A2;
(2)lim3x?x0f(x)?A.
例 設f(x)是[a,b]上的嚴格嚴格單調函數,又若對xn?(a,b](n?1,2,?),有limf(xn)?f(a),試證明:limxn?a.
n??n??
例 函數f(x)在點x0的某鄰域I內有定義,且對??xn??I(xn?x0,xn?x0),且 0?xn?1?x0?xn?x0(?n?N),有limf(xn)?A,證明:limf(x)?A.
n??x?x0
例
設函數f(x),x?(0,1),滿足f(x)?0(x?0?),且
f(x)?f()?o(x)(x?0?)
2x則
f(x)?o(x)(x?0?)
問:在題設條件下,是否有f(0)?0?答:否.如f(x)???0?1x?0x?0.
例
設函數f(x)在(0,??)上滿足議程f(2x)?f(x),且limf(x)?A,則
n???
f(x)?A(x?(0,??)).
例
求下列函數極限(1)limn?0?x?b?(a?0,b?0);
??a?x??x?b(2)lim???(a?0,b?0);
n?0ax???1???2?exsinx?(3)lim???. 4n?0x??1?ex?? 8
例
求下列極限(1)lim1?tanx?x1?tanxn?0e?1;
(2)lim1?cosxx)x;
n?0x(1?cosln(sin22(3)limx?e)?x2xn?0ln(x?e)?2x.
例
求下列極限:(1)limn?0e?tanx?exsinx?xcosx;
(2)lim1?cosxcos2x3cos3xx2.
n?0 10
例
求下列極限:(1)limx?1xlnxx;
n?1(2)lim(a?x)?ax2xx.
n?0
例
求下列極限:
1(1)lim(cosx)n?0ln(1?x)2;
11(2)lim(sinn??1x?cos1x);
nx1x?a(3)設ai?0(i?1,2,?,n),求lim?n?0???ax2???a?x?. ?n?xn
例
(1)已知lim(1?x?ax?b)?0,求常數a,b;
n??33ln(1?f(x)(2)已知limn?0sin2xx3?1)?5,求limn?0f(x)x2.
第五篇:函數極限
習題
1.按定義證明下列極限:
(1)limx???6x?5=6;(2)lim(x2-6x+10)=2;x?2x
x2?5?1;(4)lim?(3)lim2x???x?1x?2
(5)limcos x = cos x0 x?x04?x2=0;
2.根據定義2敘述limf(x)≠ A.x?x0
3.設limf(x)= A.,證明limf(x0+h)= A.x?x0h?0
4.證明:若limf(x)= A,則lim| f(x)| = |A|.當且僅當A為何值時反之也成立? x?x0x?x0
5.證明定理3.1
6.討論下列函數在x0→0 時的極限或左、右極限:(1)f(x)=x
x;(2)f(x)= [x]
?2x;x?0.?(3)f(x)=?0;x?0.?1?x2,x?0.?
7.設 limf(x)= A,證明limf(x???x?x01)= A x
8.證明:對黎曼函數R(x)有limR(x)= 0 , x0∈[0,1](當x0=0或1時,考慮單側極限).x?x0
習題
1. 求下列極限:
x2?1(1)lim2(sinx-cosx-x);(2)lim;?x?02x2?x?1x?22
x2?1?x?1???1?3x?;
lim(3)lim;(4)
x?12x2?x?1x?0x2?2x3
xn?1(5)limm(n,m 為正整數);(6)lim
x?1xx?4?1
(7)lim
x?0
?2x?3x?2
70;
a2?x?a?3x?6??8x?5?.(a>0);(8)lim
x???x5x?190
2. 利用斂性求極限:(1)lim
x???
x?cosxxsinx
;(2)lim2
x?0xx?4
x?x0
3. 設 limf(x)=A, limg(x)=B.證明:
x?x0
(1)lim[f(x)±g(x)]=A±B;
x?x0
(2)lim[f(x)g(x)]=AB;
x?x0
(3)lim
x?x0
f(x)A
=(當B≠0時)g(x)B
4. 設
a0xm?a1xm?1???am?1x?am
f(x)=,a0≠0,b0≠0,m≤n,nn?1
b0x?b1x???bn?1x?bn
試求 limf(x)
x???
5. 設f(x)>0, limf(x)=A.證明
x?x0
x?x0
lim