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2011高等数学各章易混淆概念
果对于任意给定的正数 M (不论它多么大),总存在正数 δ (或正数 X ),只要 x 适合不等 式 0 < x − x0 < δ (或 x > X ),对应的函数值 f (x) 总满足不等式
f (x) > M
则称函数 f (x) 为当 x → x0 (或 x → ∞ )时的无穷大. 例 4:下列叙述正确的是: ②
x→0−
x→0
第三章 微分中值定理与导数的应用
一、若 lim f ′(x) = A,(A ≠ 0,可以取∞), 则 lim f (x) = ∞
x→+∞
x→+∞
若 lim f ′(x) = A ≠ 0 ,不妨设 A > 0 ,则 ∃X > 0, x ≥ X时,f ′(x) > A ,再由微分中值定
x→+∞
四、如果 lim f (x) = 0 不能推出 lim 1 = ∞
x→ x0
x→x0 f (x)
例
6:
x f (x) =
0
x为有理数 x为无理数
,则
lim
x→ x0
f
(x) = 0 ,但由于
1 f (x)
在x
= 0 的任一邻域的无理
点均没有定义,故无法讨论 1 在 x = 0 的极限. f (x)
(1)乘除运算中可以使用等价无穷小因子替换,加减运算中由于用等价无穷小替换是有条 件的,故统一不用。这时,一般可以用泰勒公式来求极限。 (2)注意等价无穷小的条件,即在哪一点可以用等价无穷小因子替换
例 8:求极限 lim 1 + x + 1 − x − 2
x→0
x2
分析一:若将 1+ x + 1− x − 2 写成 ( 1 + x −1) + ( 1 − x −1) ,再用等价无穷小替换就
①
如果
f
(x) 在
x0
某邻域内无界,则
lim
x→ x0
f
(x)
=∞
②
如果 lim x→ x0
f
(x)
=
∞ ,则
f
(x) 在
x0 某邻域内无界
解析:举反例说明.设
f (x) = 1 sin 1 xx
,令
xn
=
1 2nπ +
π
, yn
=
1 nπ
,
, 当 n → +∞
时,
2
xn → 0, yn → 0 ,而
=
0得
lim
n→∞
yn
=
a
.所以选项
A.
二、无界与无穷大
无界:设函数 f (x) 的定义域为 D ,如果存在正数 M ,使得
f (x) ≤ M
∀x ∈ X ⊂ D
则称函数 f (x) 在 X 上有界,如果这样的 M 不存在,就成函数 f (x) 在 X 上无界;也就是说
如果对于任何正数 M ,总存在 x1 ∈ X ,使 f (x1) > M ,那么函数 f (x) 在 X 上无界. 无穷大:设函数 f (x) 在 x0 的某一去心邻域内有定义(或 x 大于某一正数时有定义).如
当 x → x0 (或 x → ∞ )时的无穷大的函数 f (x) ,按函数极限定义来说,极限是不存在 的,但是为了便于叙述函数的性态,我们也说“函数的极限是无穷大”.但极限不存在并不
代表其极限是无穷大.
例
5:函数
f
(x)
=
x
−
1
0
x +1
x<0 x=0 x>0
,当 x → 0 时 f (x) 的极限不存在.
x→+∞
第八章 多元函数微分法及其应用
8.1 多元函数的基本概念
1. ∀ε f 0 , ∃δ1,δ2 f 0 , 使 得 当 x − x0 p δ1 , y − y0 p δ2 且 (x,y)≠(x0,y0) 时 , 有 f (x, y) − A p ε ,那么 lim f (x, y) = A 成立了吗?
lim
n→+∞
f
( xn
)
=
lim (2nπ
n→+∞
+
π 2
)
=
+∞
lim
n→+∞
f
( yn )
=
0
故 f (x) 在 x = 0 邻域无界,但 x → 0 时 f (x) 不是无穷大量,则①不正确.
由定义,无穷大必无界,故②正确.
结论:无穷大必无界,而无界未必无穷大.
三、函数极限不存在 ≠ 极限是无穷大
如果 (x, y) ≠ (x0, y0 ) 条件没有,说明 f (x0, y0 ) 有定义,并且 (x0 , y0 ) 包含在该点的任何邻
域 内 , 由 此 对 ∀ε f 0 , 都 有 f (x, y) − A p ε , 从 而 A = f (x0, y0 ) , 因 此 我 们 得 到
结论均不一定成立。
第二章 导数与微分
一、函数可导性与连续性的关系
可导必连续,连续不一定可导。 例 11. f (x) = x 在 x = 0 连读,在 x = 0 处不可导。 二、 f (x) 与 f (x) 可导性的关系 (1)设 f (x0 ) ≠ 0 , f (x) 在 x = x0 连续,则 f (x) 在 x = x0 可导是 f (x) 在 x = x0 可导的 充要条件。 (2)设 f (x0 ) = 0 ,则 f ′(x0 ) = 0 是 f (x) 在 x = x0 可导的充要条件。 三、一元函数可导函数与不可导函数乘积可导性的讨论 设 F (x) = g(x)ϕ(x) ,ϕ(x) 在 x = a 连续,但不可导,又 g′(a) 存在,则 g(a) = 0 是 F (x) 在 x = a 可导的充要条件。
第一章:函数与极限
一、数列极限大小的判断
例 1:判断命题是否正确.
若
xn
<
yn (n
>
N)
,且序列
xn ,
yn
的极限存在,
lim
n→∞
xn
=
A, lim n→∞
yn
=
B,则A
<
B
解答:不正确.在题设下只能保证
A
≤
B
,不能保证
A
<
B
.例如:
xn
=
1 n
,
yn
=
1, n +1
xn
<
yn ,∀n
,而
lim
解:本题切忌将 sin x 用 x 等价代换,导致结果为 1。
lim sin x = sinπ = 0
x→π x
π
七、函数连续性的判断
(1)设 f (x) 在 x = x0 间断, g(x) 在 x = x0 连续,则 f (x) ± g(x) 在 x = x0 间断。而 f (x) ⋅ g(x), f 2 (x), f (x) 在 x = x0 可能连续。
2
理
f (x) = f ( X ) + f ′(ξ )(x − X )
(x > X ,ξ ∈ ( X , x))
⇒ f (x) ≥ f (X ) + A (x − X ) 2
(x > X )
⇒ lim f (x) = +∞ x→+∞
同理,当 A < 0 时, lim f (x) = −∞ x→+∞ 若 lim f ′(x) = +∞,⇒ ∃X > 0, x ≥ X时,f ′(x) >1 ,再由微分中值定理 x→+∞
例 10.设 f (x) = 0 x ≠ 0 , g(x) = sin x ,则 f (x) 在 x = 0 间断, g(x) 在 x = 0 连续, 1 x = 0
f (x) ⋅ g(x) = f (x) ⋅ sin x = 0 在 x = 0 连续。
若设
f
(x)
=
1
x ≥ 0 , f (x) 在 x = 0 间断,但 f 2 (x) = f (x) ≡ 1 在 x = 0 均连续。
(2)如果
f
(x)
在 (a,b) 内连续,x0
∈ (a,b) ,且设
lim
x→ x0 +
f
′( x)
=
lim
x→ x0 −
f
′( x)
=
m,
则
f
(x)
在
x = x0 处必可导且 f ′(x0 ) = m 。
若没有如果 f (x) 在 (a,b) 内连续的条件,即设 lim f ′(x) = lim f ′(x) = a ,则得不到任
结论:如果
lim
x→ x0
f (x) = 0
,且
f (x)
在
x0
的某一去心邻域内满足
f (x) ≠ 0
,则
lim 1 = ∞ .反之, f (x) 为无穷大,则 1 为无穷小。
x→x0 f (x)
f (x)
五、求函数在某点处极限时要注意其左右极限是否相等,求无穷大处
极限要注意自变量取正无穷大和负无穷大时极限是否相等。
分析:若 g(a) = 0 ,由定义
F′(a) = lim F (x) − F (a) = lim g(x)ϕ(x) − g(a)ϕ(a) = lim g(x) − g(a) ϕ(x) = g′(a)ϕ(a)
x→a x − a
x→a
x−a
x→a x − a
反之,若 F′(a) 存在,则必有 g(a) = 0 。用反证法,假设 g(a) ≠ 0 ,则由商的求导法则知