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高数函数与极限笔记,高数第一章函数与极限

来源:互联网 浏览:55次 时间:2023-04-08

1.1? 函数及其性质

映射:非空集合X、Y,若存在一个法则f,使X中每个元素x在Y中有唯一确定的元素y与之对应,则称f为从X到Y的映射。

? ? ? ? ?(单射、满射、双射、逆映射、复合映射)

函数:D为实数集,则映射?为定义在D上的函数。

? ? ? ? ?(定义域对应的函数值只有一个的函数为单值函数,否则为多值函数)

? ? ? ? ? ?疑问:多值函数(如:)为一对多的映射情况,可这种映射不符合映射的定义,故多值函数还算函数麽?

? ? ? ? ? ?函数特性:单调性、有界性、奇偶性、周期性。

1.2? 数列的极限

数列极限:设有数列及常数a,若,当时有??成立,则称a是数列的极限或称收敛于a。

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?记为? ?,其几何解释为所有下标大于N的项都落在a的邻域内。

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?(数列极限的定义只能验证,不能求解)

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?数列极限性质:唯一性、有界性、保号性。

1.3? 函数的极限

函数极限:(1) 自变量趋于无穷大时

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?设f(x)定义在上,A是一个确定的数,

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?若,使当|x| > X时,恒有|f(x) - A|<,则称A是f(x)当时的极限。

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?记为? ??

? ? ? ? ? ? ? ? ? (2) 自变量趋于有限值时

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?设f(x)在的某去心邻域内有定义,A是一个确定的数,

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?若,使当时,恒有|f(x) - A|<,则称A是f(x)当时的极限。

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?记为? ??

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?(左极限、右极限)

? ? ? ? ? ? ? ? ?(函数极限证明通过定义,与数列极限证明同理)

? ? ? ? ? ? ? ? ? 函数极限性质:唯一性、局部有界性、局部保号性。

1.4? 极限的运算法则

函数极限四则运算法则:若??,??, 则

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? (1)??

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? (2)?

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? (3)?

数列极限四则运算法则:与函数法则同理。

复合函数极限运算法则:??

常用结论:? (1)?? ? ? ? ? ? ? ? ? ?(2)???

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? (3)?? ? ? ? ? ? ? ? ? (4)?

? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ?(5) P(x),Q(x)为多项式函数,求?? ? 若??,则?

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 若, 则把P(x),Q(x)因式分解约去公因式后再处理

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 若,, 则??

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? (6) 一般地,当,m和n为非负整数时有 (分子分母同除)

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ,? 当n=m

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ??? 0? ? ?,? 当n>m

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ,? 当n<m

1.5? 极限存在准则? 两个重要极限

(1) 夹逼准则:在给定的变化过程中,如果g(x),f(x),h(x)满足? (1) ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?则?。

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? (2)?

(2) 单独有界准则:单调有界数列必有极限(单调递增(减)数列只需上(下)有界)

(3) Cauchy收敛准则:数列{}收敛的充分必要条件时?

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ,使得当 m > N , n > N时,有?。

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 满足上述条件的数列也称Cauchy数列或基本数列。

(4) 第一重要极限:?

(5) 第二重要极限:

1.6 无穷小与无穷大

无穷小:若??,? ? 则称f(x)当??时为无穷小。(如 ?)

? ? ? ? ? ? ? ? 若,当时 |f(x)| <?,则称f(x)当时为无穷小。

? ? ? ? ? ? ? ? (1) 数 "0" 是无穷小量。

? ? ? ? ? ? ? ?(2) 无穷小并不是一个很小的数,其是一类特殊函数,是在某一变化过程中极限为0的函数,并且在一个过程中为无穷小 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?的量在另一过程中可能不是无穷小量。?

? ? ? ? ? ? ? ?(3)??, 其中?。

无穷大:若??,? ? 则称f(x)当??时为无穷大。(如?)

? ? ? ? ? ? ? ? 若,当时 |f(x)| > M,则称f(x)当时为无穷大。

? ? ? ? ? ? ? ? (1) 无穷大是变量,不能与很大的数混淆。

? ? ? ? ? ? ? ? (2) 切勿将??认为极限存在。

二者关系:在自变量的同一变化过程中,如果f(x)为无穷大,则为无穷小。反之,如果f(x)为无穷小,且?,则为无穷大。

定理:(1) 有限个无穷小的代数和(乘积)仍为无穷小(无限个无穷小的代数和未必是无穷小;n 个??为1)。

? ? ? ? ? ?(2) 有界函数与无穷小的乘积是无穷小。

? ? ? ? ? ?(3) 有限个无穷大的乘积是无穷大(两个无穷大的和与差不一定是无穷大;) 。

? ? ? ? ? ?(4) 无穷大与有界函数之和是无穷大(无穷大与有界函数乘积不一定无穷大;)。

无穷小阶:设??, 且。

? ? ? ? ? ? ? ? ? (1) 如果, 就说是比高阶的无穷小;

? ? ? ? ? ? ? ? ? (2) 如果, 就说是比低阶的无穷小;? ??

? ? ? ? ? ? ? ? ? (3) 如果, 就说与是同阶的无穷小;

? ? ? ? ? ? ? ? ? (4) 如果, 就说与是等价的无穷小;

? ? ? ? ? ? ? ? ? (5) 如果, 就说是比的k阶的无穷小;

等价无穷小替换定理:设?, 且???存在,则??。

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?(1) 等价无穷小代换只适用于乘积中(代数和或复合函数不可应用);

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?(2) 常用等价无穷小(当??时)

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? sin x??x ,? ? ? ? ? ? ? ? ? tan x??x? ? ? ? ? ? ?? ? ?arcsin x??x? ? ? ? ? ? ? ? ?arctan x?x

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ln(1+x)??x? ? ? ? ? ? ? ? -1???x? ? ? ? ? ? ? ? ? ?1-cos x??? ? ? ? ? ? ? ???

1.7 函数连续

函数连续定义:设函数y=f(x)在点的某一邻域内有定义,,则函数f(x)在处连续。