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函数的极限知识点总结及练习题
函数的极限﹐这是微积分学中的核心概念之一。透过函数的极限﹐可以定义连续函数(即直接观察图形没有断点的函数)。最后介绍连续函数的中间值定理。我们熟悉的勘根定理﹐就是中间值定理的应用。
※函数的极限
对于函数 y=f(x)﹐若能找到一个实数 L 使得:
“当 x 趋近于实数 a 时﹐f(x)也会趋近于 L”﹐
则我们称函数 f(x)在 x=a 时的极限是 L﹐记为 f(x)=L 。
善用直观与配合函数图形﹐可以求得一些极限。
举例:当 x 趋近 3 时,函数 f(x)=x+2 会趋近 5
例题1
计算下列各极限:(1)sin x。 (2)。
(1)当 x 趋近 EQ \F(π,2) 时﹐sin x 的函数值会趋近于 1﹐故 sin x=1。?
(2)当 x 趋近于 0 时﹐|x|的函数值 会趋近于 0﹐故 |x|=0。?
随堂练习
计算下列各极限:(1)x2。 (2)x3。 (3)4。
※概念厘清
所谓“ x 趋近于 a ”是“ x 愈来愈靠近 a ”﹐而不是“ x=a ”。
图所代表的函数中﹐g(x)在 x=a 没有定义﹐h(x)在 x=a 有定义﹐但值不是 L。然而﹐这三个函数在 x=a 的极限却都是 L。亦即﹐在求f(x)在 x=a 的极限 f(x)时﹐并不需要考虑 f(a)的值。
并不是每一个函数在 x=a 都有极限。
极限值f(x)不存在 极限值f(x)不存在
(1)当 x 趋近 a 时﹐x 由左侧或右侧靠近时﹐f(x)趋近的值并不相同
(2)当 x 趋近于 a 时﹐f(x)值趋近无限大﹐这样也称 f(x)不存在。
例题2
函数 f(x)如图求:(1)f(x)。 (2)f(x)。 (3)f(x)。 (4)f(x)。
(1)(2)不存在 (3)2 (4)1随堂练习
承例题 2﹐试求:
(1)f(x)。 (2)f(x)。 (3)f(x)。 (4)f(x)。
※极限存在的条件:观察左极限与右极限
f(x)在 x=a 有极限 L ? f(x)在 x=a 的左极限等于右极限﹐
亦即 f(x)=L ? f(x)=L 且 f(x)=L
“ x 从左边趋近 a 时﹐f(x)趋近的值”称为“ f(x)在 x=a 的左极限”﹐记为 f(x)
“ x 从右边趋近 a 时﹐f(x)趋近的值”称为“ f(x)在 x=a 的右极限”﹐记为 f(x)
例题3
利用左极限及右极限说明 不存在。
当 x 由左侧趋近 0 时,x<0,故?|x|=-x,此时 ==(-1)=-1。当 x 由右侧趋近 0 时,x>0,故?|x|=x,此时 == 1=1。因左极限不等于右极限,故 不存在。
随堂练习
说明 ?不存在。
※函数极限的运算性质
若函数 f(x)与 g(x)在 x=a 时极限存在且 f(x)=L, g(x)=M,则下列极限存在:
(1) ( f(x)±g(x))=L±M。
(2) (cf(x))=cL,c 为常数。
(3) ( f(x)?g(x))=L?M。
(4) 若 M≠0,则 =。
(5) 若 L>0,则 =。
※多项式与有理函数的极限
若 f(x),g(x)为多项式,则:
(1) f(x)= f(a)。
(2) =(g(a)≠0)。
例题4
计算下列各极限:(1) ((x+1)(x+2)(x+3))。 (2) 。
(1) 6 (2) 19/5。
随堂练习
计算下列各极限:(1) ((x2+x+2)(x-1))。 (2) 。
例题5
计算下列各极限:(1) 。 (2) 。
(1)4 (2)1/4
随堂练习
计算下列各极限:(1) 。 (2) 。
例题6
已知 存在。试求实数 a 及此极限的值。
观察 x=1 代入分母为 0。但此极限存在,表示分子必有(x-1)可与之约掉。
故 x=1 代入分子也为 0,即1+a+4=0,得 a=-5。
原式化为 ==(x-4)=-3。
随堂练习
已知 存在,试求实数 a 及此极限的值。
※连续函数
直观上来看,连续函数就是“图形没有断掉”。例如:一次函数,二次函数,指数函数,对数函数,正弦函数,余弦函数等。藉由极限的观念我们可以精确地定义连续函数。
函数在 x=a 是连续 函数在 x=a 是不连续 函数在 x=a 不是连续
结论:表示不论 x 由左边或
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