高数教案_
数极限3
课 题: 函数极限 目的
:
xx,fx() 了解x,,0,时函数有极限的概念
掌握函数极限的充要条件
掌握函数极限的性质
进一步掌握极限的,定义 教学重点:
函数极限定义与应用 教学难点:
函数极限定义与应用 教学课时:2
教学
: 讲练结合 教学内容与步骤:
前面讨论了数列x=f (n)的极限, 它是函数极限中的特殊情形, 特殊性在于: n只取自然数, n
且n趋于无穷大.现在讨论y=f (x)的极限, 自变量x大致有两种变化形式. (1) x,,, (2) x,x 0
(有限数). 并且, x不是离散变化的, 而是连续变化的.
x,,fx()
x,,,fx()x,,,
设f (x)在(M, +,) (或(,~,,,))内有定义, 若,, >0, ,X >0, 当x>X (或x<,X)时, 相应的函数
值f (x)满足| f (x),a |<,.则称常数a为f (x)当x,+,(或x,-,)时的极限, 记作:
也可记为 f (x),a, (x,+,) lim()fxa,x,,,
也可记为 f (x),a, (x,-,) lim()fxa,x,,,
此时也称当x,+,(x,–,)时, f (x)的极限存在. 否则, 称它的极限不存在
函数极限 :lim()fxa,:若,, >0, ,X >0, 当x>X (或x<,X) 时, 有|f (x),a |<,. x,,,()x,,,
:若,, >0, ,正整数N, 使得当n>N 时, 都有|x,a|<,, lim.xa,nnn,,
将这个定义和数列极限定义相比较, 就是将x=f (n)换成了f (x). 将“ ,正整数N”换成n数列极限:
“ ,实数X >0”.但是, 数列极限中n是离散变化的, 而这里x是连续变化的.
11例: 由图可知: ;. 类似于:1/N->0(N,-?) lim0,lim0,x,,,x,,,xx
,x由图可知 lime0,x,,,
例, 证明:cosxlim0, x,,,x
coscos1xxcosx证: 由于 |0|||,,,|0|,,,,故 ,要使 ,只要 ,,,0xxxx1cosx11,,|0|,,, ,即,因此,, 可取 ,则当x>X时, ,x,X,,,,022x,,x
cosx故由定义得: lim0, x,,,x
,x练习:证明: lim100,x,,,
注:x
表示当自变量 x 无限增大时, 曲线 y = f (x)上的对应点的纵坐标f (x)会无限接近于数a. 从而曲线 y = f (x)会越来越贴近直线 y=a . 即, 当x无限增大时, 曲线 y = f (x)以直线 y=a为渐近线
即,().afxa,,,,,, lim()0,0,|()|.fxaXxXfxa,,,,,,,,就是,当时有,,x,,,
::任作直线 y = a,,. (,, > 0), 都存在X > 0. 当 x > X 因此的几何意义是, lim()fxa,x,,,
时, 函数 y = f (x)的图形夹在这两直线之间.
时: limfxa,,,x,,
按定义,作直线 y = a,,. (,, > 0), 存在X > 0. 当 | x | > X 时, y = f (x)的图形夹在两直线y =
a,, 之间.
由定义1,2,3知:
定理1 的充要条件是=. lim()fxa,lim()fxlim()fxa,x,,x,,,x,,,
1练习:证lim0, x,,x
11解:方法一,lim0,=lim, x,,,x,,,xx
方法二,,,,,要使|1/x|<,只要|x|>1/,取X=1/即可 ,,,0
x,2练习:证明 lim1, x,,x,1
xx,fx()0
引例 从函数图形特征观察函数的极限
如上图左:当时,无限接近2; fxx()1,,x,1
2x,1如上图右:当gx(),时,无限接近于2. x,1x,1
2x,1 函数gx(),与是两个不同的函数,前者在处有定义,后者fxx()1,,x,,x,1
在处无定义.这就是说,当时,fx(),gx()的极限是否存在与其在处x,1x,1x1,
是否有定义无关.
:开区间(x,)称为以 为中心,以 (>0)为半径的邻x,,x,,,,
o域,简称为点x的邻域,记为U(x,Ux(,),x).用表示的去心邻域,即,00(,)(,)(0)xxxx,,,,,,. 0000
o定义1 设函数f(x)在 xUx(,),的某一去心邻域内有定义,如果当自变量x在内00
即x时无限接近于时,相应的函数值f(x)无限接近于常数A,则A为0,,,xx,00
xx,fxAxx()(),,fx()时函数的极限,记作lim()fxA,或. 00xx,0
若,,,,,,0,0fxa,,,,当时,有,则称为A0,,,xx,fx,,,,0
xx,xx,limfxA,当时的极限.记作:或() fxA,,,,,00xx,0
与数列极限定义比较:
将“ x=f (n)”换成f (x), n
将“ N”换成“ , >0”,
将“ n>N” 换成 “ 0<|x,x|<, ”. 数列极限中. n,,. “ 用 n>N” 表示了n充分大0
这一意思. 而x, x, 用“ 0<|x,x|<, ” 表示了这一意思. 00
定义中“ 0<|x,x|<, ”. 表示x , x. 因此, f (x)在x是否有定义与f (x)在x是否有极0000
限无关.
2x,1lim2, 1x,x,1
例:证明 2x,1证:函数f(x)=在x=1时无定义 x,1
练习:证 limsinsinxx,0xx,0
证:
( sinxcosxxx) 00
:
直观地表示当自变量无限接近于时,lim(),fxaxx,曲线 y = f (x)上对应点0xx,0
的纵坐标会无限接近于 a .
按定义就是当时, 0,0,0|| ,|()|,,,,,,,,,,,,,xxfxaafxa,,,,,,(),即 0
故lim()fxa,的几何意义是: xx,0
^作直线存在当落在内时函数的图形夹 (0),0, (,),()yaxxyfx,,,,,,,,,,0在两直线之间ya,,,.
,,xx,xx, 00
定义,设f (x)在x的右边附近(左边附近)有定义,若, >0, , >0. 当0