1 - 函数、极限、连续(1)
(间断点、左右极限) 当 |x| < 1 时, ;当 |x| > 1 时,。
(函数有界性判定) 设f(x)在开区间(a,b)内连续,若及存在,则f(x)在(a,b)内有界。
例题 讨论函数在上的有界性。
由及可知f(x) = f(-x),所以f(x)是偶函数。只需证明f(x)在上有界。又 于是,对于( 可以为任意正数但必须确定下来 ),存在A>0,当x>A时,有。
即当x>A时,有0<f(x)<1。
因为f(x)在[0,A]上连续,因此f(x)在 [0,A]有界,注意到在 上。故,存在M 1 >0,使得任意有。取M = max{1,M 1 }则对任意有。从而可知:对任意有。
注意:
1、要判断函数的有界性先考虑在间断点、无穷远点的极限(涉及左右极限);
2、不用求导数、单调性之类,这两步已经证明了有界性。
(周期函数) 设f(x)是以T为周期的连续函数则:
1、f(x)的原函数是以T为周期的充要条件是;
2、任意,;
3、。
(求极限)
解:原式 = = =
注意:这里运用了等价无穷小 x-1 ~ ln(x-1+1) 其实是 x ~ ln(x+1) 的变体
用到的无穷小:1、当 ,得到 ;2、arctanx ~ x;3、1-cosx ~ ;4、。
(函数的导数)(不一定用得着) 若 存在,且 则
(两个重要的极限) ;
(单侧极限) 若在求极限时,涉及 、、、绝对值,要考虑单侧极限。
(和差中的等价无穷小替换) 若当 o(代表一个值) 时,~、~,则只有当 时,才能用 ,这是因为将 用 替代后产生的误差大小只能用泰勒公式才能说清楚。
(求极限)
解:令 ,原式 = = = = =
注意:在用常见方法(四则运算、重要极限、等价无穷小替换)不能求解极限时,变量替换是行之有效的方法(尤其是倒代换)(观察趋近的数一般由无穷大变到0)
(积分求导)
1、 ;
2、。
(数学归纳法证明极限存在) 设 、,证明 存在,并求值。
解: ,设 ,则 。由数学归纳法得知数列 有下界,又 ,因而 单调递减,由单调有界原理 存在且为3。
注意:此题也可由 为下界,再证 即可得到 。
(求极限数列)(判别级数)
解:考虑级数 ,用比值判别法,所以 收敛,所以
注意:利用级数收敛的必要条件,可求一些级数为0的数列极限。
(无穷小) 当 时, g(x) 是 (x-a) 的n阶无穷小,当 时,f(u)是 u 的m阶无穷小,则 f[g(x)] 是 (x-a) 的nm阶无穷小。
(求极限)
解: = = (拉格朗日中值定理,)
所以 =
注意:求形如 I = 的极限,可用拉格朗日中值定理,转化为 的式子
(积分公式)
1、;
2、;
3、;
4、;( 这个比较重要 )
5、。
(微分方程导数定义) 设g(x)是微分方程g'(x) + g(x)sinx = cosx 满足g(0) = 0,求
解:由题,又g'(0) = cos0-g(0)sin0 = 1
本题也可先解微粉方程在求极限。