第一讲 函数、极限与连续
一、考试要求
1. 理解函数的概念,掌握函数的表示方法,会建立应用问题的函数关系。
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,了解初等函数的概念。
5. 理解(了解)极限的概念,理解(了解)函数左、右极限的概念以及函数极限存 在与左、右极限之间的关系。
6. 掌握(了解)极限的性质,掌握四则运算法则。
7. 掌握(了解)极限存在的两个准则,并会利用它们求极限,掌握(会)利用两个重要极 限求极限的方法。
8. 理解无穷小量、无穷大量的概念,掌握无穷小量的比较方法,会用等价无穷小量求极限。
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,理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。
11. 掌握(会)用洛必达法则求未定式极限的方法。
二、内容提要
1、函数
(1)函数的概念: y=f(x),重点:要求会建立函数关系.
(2)复合函数: y=f(u), u=,重点:确定复合关系并会求复合函数的定义域.
(3)分段函数: 注意,为分段函数.
(4)初等函数:通过有限次的四则运算和复合运算且用一个数学式子表示的函数。
(5)函数的特性:单调性、有界性、奇偶性和周期性
* 注:1、可导奇(偶)函数的导函数为偶(奇)函数。
特别:若为偶函数且存在,则
2、若为偶函数,则为奇函数;
若为奇函数,则为偶函数;
3、可导周期函数的导函数为周期函数。
特别:设以为周期且存在,则。
4、若f(x+T)=f(x), 且,则仍为以T为周期的周期函数.
5、设是以为周期的连续函数,则
,
6、 若为奇函数,则;
若为偶函数,则
7、设在内连续且存在,
则在内有界。
2、 极限
(1) 数列的极限:
(2) 函数在一点的极限的定义:
(3) 单侧极限: 1) 左右极限
2) 极限存在的充要条件:
(4) 极限存在的准则
1) 夹逼定理: 数列情形,函数情形
2) 单调有界数列必有极限
(5)极限的基本性质:唯一性,保号性,四则运算
*1)极限不等式
注:不成立
2)局部保号性
则在某内
3)局部有界性 则在某内有界。
4)
(6) 两类重要极限
(7) 无穷小量与无穷大量
1) 无穷小量; 2) 无穷大量; (注意与无界变量的差异)
3) 无穷小量与无穷大量的关系
(8) 无穷小量阶的比较
(9) 罗比达法则
3、连续
1) 连续的定义
2) 区间上的连续函数
3) 间断点及其分类
4) 闭区间上连续函数的性质:有界性定理、最值定理、介值定理、零点定理
三、 * 重要公式与结论
1、常见极限不存在的情形:
1)
方法:用无穷小量乘有界变量
2)
方法:分或讨论.
2 、
特别:若
3、 无穷小量的等价代换
若,则有
特别注意: ( ,
(), (),
设,且~,~
(1)
(2)
(3)
(4) 若,则
(0712)当时,与等价的无穷小量是
(A) (B)
(C) (D)
4 、 若
由此有
5、极限的形式与关系
(1)
(2)
(3),
6、若,则
(i)
(ii)
若,则
(i)
(ii)
7、设在处连续,则
(1)
(2)
(3)
(4)不存在
四、 典型题型与例题
题型一、 函数的概念和性质
例1、设 ,则=
(A) 0 (B) 1 (C) (D)
例2、对下列函数 (1) (2) (3)
在(0,1)内有界的有( )个
(A) 0 (B) 1 (C) 2 (D) 3
例3、(0434)函数在下列哪个区间内有界
(A)(-1,0) (B)(0,1) (C) (1,2) (D)(2,3)
例4、(0534)以下四个命题中正确的是( )
(A) 若在(0,1)内连续,则在(0,1)内有界
(B) 若在(0,1)内连续,则在(0,1)内有界
(C) 若在(0,1)内有界,则在(0,1)内有界
(D) 若在(0,1)内有界,则在(0,1)内有界
例5、(051、2)设是连续函数的一个原函数,则必有
(A)是偶函数是奇函数
(B)是奇函数是偶函数
(C)是周期函数是周期函数
(D)是单调函数是单调函数
题型二、 极限的概念和性质
例6、 当时,是
(A) 无穷小 (B)无穷大(C)有界的但不是无穷小(D)无界的但不是无穷大
例7、设对,总有,且,则
(A) 存在且等于0 (B)存在但一定不为0
(C)一定不存在 (D)不一定存在
例8、已知在处连续,且,求
题型三、求函数的极限
基本思路:
1、先化简
(1)约掉零因子(无穷因子)
(2)提出极限不为零的因子
(3)根式有理化
(4)无穷小替换
(5)变量替换(尤其是倒代换)
2、再用洛必达法则或其它求极限的方法
3、上述步骤可重复进行
1、常规方法:
1) 运算法则,
2)无穷小量等价代换,
3)洛必塔法则
1)用运算法则应注意的问题
例9、 求极限
例10、 求极限
罗毕达法则1、或型
1、先化简
2、用洛必达法则、四则运算法则、泰勒公式
3、综合题(结合导数的定义等)
例11、求
例12、 求极限
例13、(042)求极限
例14、(0734)=
罗毕达法则2、 型
型未定式有两种处理方法
或
例15、求
例16、
例17、(101)极限
(A)1 . (B) . (C). (D). 【 】
罗毕达法则3、其他类型
1、型转化为型,用洛必达法则等
2、
3、型 (i) 通分 (ii) 变量替换(重点倒代换)
转化为型。
4、不是未定式
例18、求极限
例19.(0434)求
2、变形方法:
1) 变量代换;2) 导数定义;
3) 泰勒公式; 特别若f(x)二阶连续可导,则有
例20、 设f¢(x)连续, f(0)=0, f¢(0)¹0, 求
例21、 求下列极限(泰勒公式)
[,]
例22、求
法一、有理化,无穷小替换、洛必达法则
法二、泰勒公式
3、抽象函数
例23、若,求。
题型四、 求数列的极限
思路:
1、转化为函数的极限。
2、数列用递推公式给出,可考虑单调有界原理。
3、对通项适当放大(缩小),用夹逼准则。
4、和(积)的极限,可考虑用定积分的定义。
1、 利用函数极限求数列的极限
方法:1、
2、若
例24、求
2、 利用数列的收敛准则
(1)、两个准则
(2)、已知可导
1)若,则单调,且
2)若,则不单调
(3)、若存在使得
,则
例25、设证明,并求其解。
例26、设证明,并求其解。
3、利用定积分定义(适合n项求和的情形)
思路:1、求出项和或积(积可转化为和),再求极限。
2、利用夹逼准则。
3、利用定积分的定义
4、利用已知级数的和。
公式: 1)
2)
例27、等于
(A) (B) (C) (D)
例28、求
3、其他方法
例29、(用级数收敛性)
解:考虑级数 由于
级数收敛,所以=0
例30、(用中值定理)
解:用拉格朗日中值定理
(介与之间)
=)
因而=
题型五、反问题
求已知极限中的待定参数,函数值,导数及函数等
命题方式:1、已知极限存在
2、已知无穷小阶的比较
3、已知函数的连续性或间断点类型
思路:1、将极限转化为
2、洛必达法则
3、泰勒公式
例31、已知求的值
例31、已知当时,是的高阶无穷小,
求值
例33、(022)已知在可导,,且
满足,求
题型六、 无穷小量的比较
1、 掌握低阶无穷小、高阶无穷小、同阶无穷小、等价无穷小等概念
2、 当时,,若,
则
例34、设函数则当时,是的
(A) 低阶无穷小(B)高阶无穷小(C)等价无穷小(D)同阶但不等价的无穷小
例35、(0412)把时的无穷小
,从高阶到低阶排列
例36、设f(x)连续,且当x→0时,F(x)=是与x3等价的无穷小量,则f(0)= .
例37、(103)设f (x)=ln10 x, g (x)= x , h (x)= , 则当x充分大时有
(A) g (x)< h (x)< f (x). (B) h (x)< g (x)< f (x) .
(C) f (x)< g (x)< h (x) . (D) g (x)< f (x)< h (x) . 【 】
题型七、 判断函数的连续性与间断点的类型
1、 初等函数在其有定义的区间内是连续的。
2、 连续隐含的条件。
3、 会判断函数的连续性
(特别是分段函数在分界点处的连续性,要考虑左右极限)。
4、 会求函数的间断点,并能判断其类型。
5、 闭区间上连续函数的性质。
例38、设在处连续,求的值
例39、设f(x)=,则f(x)有( ).
(A) 两个第一类间断点
(B) 三个第一类间断点
(C) 两个第一类间断点和一个第二类间断点
(D) 一个第一类间断点和一个第二类间断点
例40、(103)函数的无穷间断点数为
(A) 0. (B)1. (C) 2. (D) 3. 【 】