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内容发布更新时间 : 2024/11/17 11:43:02星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

1 上海海事大学 学生联合会

第一章复习

x.1 函数的极限及其连续性

概念:省略 注意事项

1. 无界变量与无穷大的区别:无穷大量一定是无界变量,但无界变量不一定是无穷大

量,例如,y?f(x)?xsinx是无界变量,但不是无穷大量。因为取

x?xn?2n???2时,f(xn)?2n???2,当n充分大时,f(xn)可以大于一预

先给定的正数M;取x?xn?2n?时,f(xn)?0 2. 记住常用的等价形式 当x?0时,sinx~x,arcsinx~x,ex?1~x,tanx~x,1?cosx~arctanx~x, 12x,2(1?x)??1~?x

ln(1?x)~x,

例1 当x?0时,下列函数哪一个是其他三个的高阶无穷小 (1)x。 (2)1?cosx。 (3)sinx?tanx 解:因为1?cosx~22(4)ln(1?x2)。

()

12x,ln(1?x2)~x2,所以选择C 2ex?cosx练习 lim

x?0lncosx

ex?cosxex?1?1?cosx解 lim ?limx?0lncosxx?0ln[1?(cosx?1)]ex?11?cosx?lim?limx?0ln[1?(cosx?1)]x?0ln[1?(cosx?1)]?limx1?cosx?lim??3x?0cosx?1x?0cosx?12222

3. 若函数的表达式中包含有a?b(或a?b),则在运算前通常要在分子分母

乘以其共轭根式a?b(或a?b),反之亦然,然后再做有关分析运算 例2 求limsin(n?1?)。

n??2解 limsin(n?1?)?limsin[(n?1?n)??n?]

n??n??22激情活力 精彩学联 版权所有 违者必究

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?lim(?1)nsin(n2?1?n)??lim(?1)nsinn??n???n?1?n2

当n??时,sin?n?1?nn??2~2?n?1?n2?0,(n??)

又 |(?1)n|?1,故limsin(n?1?)?0 练习 求lim[1?2???n?1?2???(n?1)]

n??解 原式=lim?x?n(n?1)n(n?1)?12n2??lim?? ?n??n??22?22n(n?1)?n(n?1)??1?4. lim?1???e 该极限的特点:

x???x??(1)1?型未定式 ?(2)括号中1后的变量(包括符号)与幂互为倒数?

解题方法

(1) 若极限呈1型,但第二个特点不具备,则通常凑指数幂使(2)成立 (2) 凡是1型未定式,其结果:底必定是e,幂可这样确定: 设limu(x)?0,limv(x)??,则

??lim(1?u(x))v(x)?limev(x)ln(1?u(x))?elimv(x)ln(1?u(x))?elimv(x)[?u(x)]?e?limv(x)u(x)

1?u(x))~?u(x)。 这是因为 ln(11??例3 求lim?cos?sin?。

x??xx????11??2?2?解 原式=lim??cos?sin???lim?1?sin?

x??x??xx??x??????2x2xx因为limsinx??2x??limx2x??2xx2xsin2x?1,所以原极限=e。

1x练习 求lim???e?e???ex?0n?nx???。 ?激情活力 精彩学联 版权所有 违者必究

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解 原式=lim??1?x?0??e?e???e?n??, ?n?x2xnx1x

ex?e2x???enx?n11(ex?1)?(e2x?1)???(enx?1)lim??limx?0nxnx?0x因为 x2xnx1?e?1e?1e?1?1n?1??lim?lim???lim?(1?2???n)?x?0x?0n?x?0xxx?2?n特别地 limnn?1

n??5. 几个常用的极限

n??limn?(??0)?1 limarctanx??2x???x???limarctanx???2

x???limarccotx?0x???limarccotx??

x???limex?0x???limex??

x?0lim?xx?1

x.2 单调有界原理

单调有界数列必有极限

此类问题的解题程序:(1)直接对通项进行分析或用数学归纳法验证数列{xn}单调有

n??界;(2)设{xn}的极限存在,记为limxn?l代入给定的xn的表达式中,则该式变为l的代数方程,解之即得该数列的极限。

例4 已知数列{an}:a1?1,a2?1?a1a,?,an?1?n?1,?,求liman。

n??1?a11?an?1

解 用数学归纳法可证得{an}单调增加:

a1?1,a2?1?a13?,显然a1?a2。 1?a12假设ak?1?ak成立,于是

?ak?1??ak??ak?ak?1??1??1??1?a??1?ak?1??k??ak?1?ak???(1?a)(1?a)?0

k?1k?即 ak?ak?1成立。

显然1?an?2,从而数列{an}有极限,不妨设liman?A。

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Aan?12,两遍去极限得:A?1?,即A?A?1?0,

1?A1?an?1

由于an?1?即得出A?1?5。 21?5。 2根据包号性的推论可知A非负,所以liman?n??X.3 n项和的极限

求解方法:

(1)利用特殊和式求和;(2)利用夹逼定理求极限(n个项按递增或递减排列); 例5 求lim???1?11 ??????n??1?22?3n?(n?1)????n????1??11?1??1??1?lim?1??????????????n??1 ??2??23?nn?1n?1??????1n?1nn?122

解 原式?lim??1?例6 求lim(n??1n?1?21n?2?2???11n?n2)。 1nn?12解 因为

nn?n?limn??2n?22???n?n2?,

而limn??nn?n2?1,由夹逼准则有

?1?11=1 ?lim??????n???1?22?3n?(n?1)??X.4 n项积的极限

(1)

(2) (3) (4)

分子、分母同乘以一个因子,使之出现连锁反应; 把通项拆开,使各项相乘过程中中间项相消; 夹逼定理

利用对数恒等式化为n项和形式。

242nn??例7 当|x|?1时,求lim(1?x)(1?x)(1?x)?(1?x)

解 原式=lim(1?x)(1?x)(1?x)(1?x)?(1?x)

n??1?x242n激情活力 精彩学联 版权所有 违者必究

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(1?x2)(1?x2)(1?x4)?(1?x2)=lim n??1?x=limn

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

n??1?xnnn?1442n(1?x2)(1?x2)1?x21=lim ?lim?n??n??1?x1?x1?x

xxxcos?cosn

n??242xxxx2nsinncos?cos?cosn2242 解 原极限=limn??x2nsinn2xxxx2n?1cos?cos?(2cosnsinn)2422?limn??x2nsinn2xxxx2n?2cos?cos?(2cosn?1sinn?1)2422lim =?n ??xn2sinn2??练习 当x?0时,求limcos?limsinx2nsinx2nn???limsinxsinx?n??nxx2?n2

例8 求lim?1?解 因为1??n???1??1??1?1??1??????。 22??32??n2?

1(k?1)(k?1)k?1k?1??? k2k2kk

1??1??1??lim?1?2??1?2???1?2?n???2??3??n?

?13??24??n?1n?1??lim?????????? n??2233nn??????1n?11?lim?? n??2n2

X.5 有关闭区间上连续函数的命题的证明

证明方法有两种

1. 直接法 其程序是先利用最值定理,再利用介值定理

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