1.求下列函数的自然定义域:
(1)y3x2;11x2;(3)yx(5)ysinx;(7)yarcsin(x3);(9)yln(x1);1
(2)y;2
1x
1(4);y
4x2(6)ytan(x1);1
(8)y3xarctan;
x
1
(10)ye.
解:
ex
22
(1)3x20x,即定义域为,
33
(2)1x20x1,
即定义域为(,1)(1,1)(1,)
(3)x0且1x20x0且x1
即定义域为
1,00,1(4)4x20x2即定义域为(2,2)(5)x0,即定义域为0,(6)x1k
2
(kZ),
1即定义域为xxR且x(k)1,kZ2(7)x312x4,即定义域为2,4(8)3x0且x0,即定义域为(,0)0,3(9)x10x1即定义域为(1,)(10)x0,即定义域为(,0)(0,)
f(x)和g(x)是否相同?为什么?
2.下列各题中,函数
(1)f(x)lgx2,g(x)2lgx(2)f(x)x,g(x)x2(3)f(x)3(x4x3),g(x)x3x1(4)f(x)1,g(x)sec2xtan2x解:
(1)不同,因为定义域不同
x,x0
(2)不同,因为对应法则不同,g(x)x
x,x0
2(3)相同,因为定义域,对应法则均相同(4)不同,因为定义域不同
sinx,x3
3.设(x)
0,x3
求(
),(),(),(2),并指出函数y(x)的图形
644
解:
21
()sin,()sin,6624422()sin(),(2)0,
424
y(x)的图形如图11所示
4.试证下列函数在指定区间内的单调性:
x
(1)y;
1x
(2)yxlnx,(0,)
证明:
x1
(1)yf(x)1,(,1)
1x1x
设x1x21,因为
x2x1
f(x2)f(x1)0
(1x1)(1x2)
所以
f(x2)f(x1),即f(x)在(,1)内单调增加x1x2,因为
(2)yf(x)xlnx,(0,)
设0
x2
f(x2)f(x1)x2x1ln0
x1
所以
f(x2)f(x1)即f(x)在(0,)内单调增加
f(x)为定义在(l,l)内的奇函数,若f(x)在(0,l)内单调增
f(x)在(l,0)内也单调增加
5.设
加,证明证明:设l由
x1x20,则0x2x1l
f(x)在(0,l)内单调增加,所以f(x1)f(x2)0
f(x)是奇函数,得f(x2)f(x1)f(x2)f(x1)f(x)在(l,0)内也单调增加
因为即
6.设下面所考虑的函数都是定义在区间(l,l)上的。证明:(1)两个偶函数的和是偶函数,两个奇函数的和是奇函数
(2)两个偶函数的乘积是偶函数,两个奇函数的乘积是偶函数,偶函数与奇函数的乘积是奇函数证明:
(1)设f1(x),f2(x)均为偶数,则f1(x)f1(x),f2(x)f2(x)
令F(x)
f1(x)f2(x)
f1(x)f2(x)f1(x)f2(x)F(x)
于是F(x)
故F(x)为偶函数
设g1(x),g2(x)均为奇函数,
则g1(x)g1(x),g2(x)g2(x)令G(x)
g1(x)g2(x)
g1(x)g2(x)g1(x)g2(x)G(x)
于是G(x)
故G(x)为奇函数
则f1(x)f1(x),f2(x)f2(x)(2)设f1(x),f2(x)均为偶数,令F(x)
f1(x)f2(x)
f1(x)f2(x)f1(x)f2(x)F(x)
于是F(x)
故F(x)为偶函数
设g1(x),g2(x)均为奇函数,则
g1(x)g1(x),g2(x)g2(x)
令G(x)于是
g1(x)g2(x)
G(x)g1(x)g2(x)g1(x)g2(x)g(x1)g(x2)G(x)
故G(x)为偶函数设则
f(x)为偶函数,g(x)为奇函数,f(x)f(x),g(x)g(x)
f(x)g(x)
令H(x)于是
H(x)f(x)g(x)
f(x)g(x)f(x)g(x)H(x)
故H(x)为奇函数
7.下列函数中哪些是偶函数,哪些是奇函数,哪些既非偶函数又非奇函数?
(1)yx2(1x2);
1x2
(3)y;2
1xxx
aa(5)ysinxcosx1;(6)y
2
解:(1)因为所以
(2)y3x2x3;
(4)yx(x1)(x1);
222f(x)(x)21(x)x(1x)f(x)
f(x)为偶函数
(2)因为
f(x)3(x)(x)3xx
2323
f(x)f(x),且f(x)f(x)
所以
f(x)既非偶函数又非奇函数
1(x)21x2
f(x)(3)因为f(x)22
1(x)1x
所以
f(x)为偶函数
f(x)x(x1)(x1)f(x)
(4)因为所以
f(x)奇函数
f(x)sin(x)cos(x)1sinxcosx1,
(5)因为
f(x)f(x)且f(x)f(x)
所以
f(x)既非偶函数又非奇函数
(6)
aa
因为f(x)f(x)
2
所以
xx
f(x)为偶函数
8.下列函数中哪些是周期函数?对于周期函数,指出其周期
(1)ycos(x2);(3)y1sinx;(5)ysin2x
解:
(1)是周期函数,周期l(2)是周期函数,周期l
(2)ycos4x;(4)yxcosx;
2
2
(3)是周期函数,周期l2
(4)不是周期函数(5)是周期函数,周期l9.求下列函数的反函数
(1)y3x1;axb
(adbc0);(4)y2sin3x(x);(3)y
66cxd
(5)y1ln(x2);2x
(6)yx
21
解:(1)由y1x
;(2)y
1x
3x1解得xy31,既反函数为yx31
1x1x1y
(2)由y解得x,既反函数为y
1x1x1yaxbdxbdyb
(3)由y解得x,既反函数为y
cyacxdcxa
1y
(4)由y2sin3x(x)解得xarcsin,
66321x
既反函数为yarcsin
23
y
(5)由y1ln(x2)解得xlog,
1y
x
既反函数为ylog
1x
2xy
(6)由yx解得xlog2,
211y
x
既反函数为ylog2
1x
10.设函数f(x)在数集X上有定义,试证:函数f(x)在X上有界
的充分必要条件是它在X上既有上界又有下界解:设
f(x)在X上有界,既存在M0,使得
f(x)M,xX,
f(x)在X上有上界K1,下界K2,即
f(x)M,xX,
故M既
f(x)X上有上界M,下界M
反之,设
K2f(x)K1,xX
取M
maxK1,K2,则有
f(x)M,xX
即
f(x)在X上有界
11.在下列各题中,求由所给函数构成的复合函数,并求这函数分别对应于给定自变量值x1和x2的函数值
(1)yu,usinx,x1(2)ysinu,u2x,x1
2
6,x23;;48(3)yu,u1x2,x11,x22;(4)yeu,ux2,x10,x21;(5)yu,ue,x11,x21解:
2
x
,x231
(1)ysinx,y1,y2
442(2)ysin2x,y1,y21
22
(3)y1x2,y12,y25(4)ye,y11,y2e(5)ye2x,y1e2,y2e2
12.设的定义域D
x2
0,1,求下列各函数的定义域:
(2)f(sinx)(1)f(x2);(3)f(xa)(a0);(4)f(xa)f(xa)(a0)
解:
(1)0x21x1,1(2)0sinx1x2n,(2n1),nZ(3)0xa1xa,1a0xa11(4)当0a时,xa,1a;
20xa1
1
当a时定义域为
2
13.设
1,x1f(x)0,x1,g(x)ex1,x1求
fg(x)和gf(x),并作出这两个函数的图形
解:
1,x0
x
fg(x)f(e)0,x0
1,x0
gf(x)ef(x)e,x11,x1e1,x1fg(x)与gf(x)的图形依次如图12,图13所示
14.已知水渠的横断面为等腰梯形,斜角40(图1-4).当过水
ABBCCD)
断面ABCD的面积为定值S0时,求湿周L(L与水深h之间的函数关系式,并指明其定义域
解:
h
ABCD
sin40
1
又S0hBC(BC2cot40h)2
S0
cot40h得BCh
S02cos40
所以Lh
hsin40S0而h0且cot40h0,
h
因此湿周函数的定义域为(0,S0tan40)15.设xOy平面上有正方形D线l:x
(x,y)0x1,0y1及直
yt(t0)若S(t)表示正方形D位于直线左下方部分的
面积,试求S(t)与t之间的函数关系解:
12
当0t1时,S(t)t
21122
当1t2时,S(t)1(2t)t2t1
22
当t2时,S(t)1
12
t,0t12
12
故t2t1,1t22
1,t2
16.求联系华氏温度(用F表示)和摄氏温度(用C表示)的转换公式,并求(1)90
F的等价摄氏温度和5C的等价华氏温度;
(2)是否存在一个温度值,使华氏温度计和摄氏温度计的读数是一样的?如果存在,那么该温度值是多少?解:设F
mCb,其中m,b均为常数
因为F32相当于C0,F212相当于C100,
21232
1.8所以b32,m
100
5
故F1.8C32或C(F32)
95
(1)F90,C(F32)32.2
9
C5,F1.8(5)3223
(2)设温度值t符合题意,则有t1.8t2,t40
即华氏40恰好也是摄氏40
17.已知RtABC中,直角边AC,BC的长度分别为20,15,动点P从C出发,沿三角形边界按C
BA方向移动;动点Q从
C出发,沿三角边界按CAB方向移动,移动到两动点相遇
时为止,且点Q移动的速度是点P移动的速度的2倍.设动点P移动的距离为x,CPQ的面积为y,试求y与x之间的函数关系.解:因为AC
20,BC15,所以,AB20152522由202152025可知,点P,Q在斜边AB上相遇
即当x20时,点P,Q相遇,令x2x152025得x20,因此所求函数的定义域为(0,20)(1)当0由CP
x10时,点P在CB上,点Q在CA上(图1-5)x15时点P在CB上点Q在AB上(图1-6)
x,CQ2x,得yx2
(2)当10
CPx,AQ2x20
设点Q到BC的距离为h,则
BQ452xh
,
202525
4
得h(452x),故
51242
yxhx(452x)x18x
255
(3)当15x20时点P,Q都在AB上(图1-7)
BPx15,AQ2x20,PQ603x
设点C到AB的距离为h,则
1520h12
251得yPQh18x360
2
综上可得
x2,0x10
42
x18x,10x15518x360,15x20
18.利用以下美国人口普查局提供的世界人口数据以及指数模型来推测2020年的世界人口
解:
由表中第3列,猜想2008年后世界人口的年增长率是1.100,于是在2008年后的第t年,世界人口将是
p(t)6708.2(1.011)t(百万)
2020年对应t
12,于是
p(12)6708.2(1.011)127649.3(百万)亿
即推测2020年的世界人口约为76亿
习题1-2
1.下列各题中,哪些数列收敛,哪些数列发散?对收敛数列,通过观察
xn的变化趋势,写出它们的极限:
(1)1(2)n12n;
(1)n;
(3)21(4)n1n2;n1;(5)n(1)n;(6)2n13n;(7)n1n;(8)
(1)n
1n1n解:
(1)收敛,nlim2
n
0
(2)收敛,lim(n
1
n1)
n
0(3)收敛,lim(2n1
n
2)2
(4)收敛,lim
n1
n1n1(5)n(1)n
发散
(6)收敛,lim2n1
n3
0
(7)
n1n发散
n1n
(8)(1)1n发散
2.(1)数列的有界性是数列收敛的什么条件?(2)无界数列是否一定收敛?(3)有界数列是否一定收敛?解:(1)必要条件(2)一定发散
(3)未必一定发散,如数列
n
1)(有界,但它是发散的
3.下列关于数列的极限是的定义,哪些是对的,哪些是错的?如果是对的,试说明理由;如果是错的,试给出一个反例。(1)对于任意给定的0,存在NN,当nN时,不等式0,存在NN,当nN时,有无穷多
xna成立
(2)对于任意给定的项xn,使不等式
xna成立
0,存在NN,当nN时,
N时,
(3)对于任意给定的不等式
xna成立,其中c为某个常数
(4)对于任意给定的mN,存在NN,当n
1
不等式xna成立
m
解:
1n
对任给的0(设>1),(1)错误,如对数列(1),a1,
n
111n
(1)1但(1)存在N,当nN时,
nnn
1
n
的极限不存在
n,n2k1,
(2)错误,如对数列xnkN,a1,对任给的1
1,n2k,n
1
0(设>1),存在N,当nN且n为偶数时时,
1
xna成立,但xn的极限不存在
n
1
(3)正确,对任给的0,取0,按假设,存在NN,
c1
当nN时,不等式xnac成立
c
1
(4)正确,对任给的0,取mN,使,按假设,
m1
成立存在NN,当nN时,不等式xnam1n,问limxn?求出,使4.设数列xn的一般项xncos
n22
当nN时,xn与其极限之差的绝对值小于正数当0.001时,
求出数N解:limxn
n
0证明如下
1n1
因为xn0cos,
nn2
11
要使xn0,只要,即n,所以0
n1
(不妨设1),取N,则当nN时,就有xn01当0.001时,取N1000,即若0.001,只要
n1000,就有xn00.001
5.根据数列极限的定义证明:
(1)lim0;
n
n2a2(3)lim1;nn证明:(1)因为要使
3n13(2)lim;n02n1291(4)lim0.999n0
n个
111
02,只要n2nn,所以0
11(不妨设1)取N,则当nN时,就有20,n1即lim20nn
(2)因为
113n133n13
,,要使
2n122n122(2n1)4n
1只要4n1
,即n
41
,所以0(不妨设),取
4
3n131
N,则当nN时,就有,
2n124
3n13
即limn2n12
显然有此结论,以下设a0,(3)当a0时,所给数列为常数列,
因为
n2a2n2a2na2a21222nnn(nan)2n
要使aa2n2a2即n1只要2,
2nn2,所以0
a12
(不妨设a),取N,则当nN
22时,就有
nana11,即limnnn1
91要使0.99991,(4)因为0.99910n个n个
22221
只要n
10
即nlg
1
,所以,取0(不妨设1)
1
Nlg,即当nN
91lim0.999
n
n个
时,就有
910.999
n个
,即
6.若limun
n
a,证明limuna,并举例说明:如果数列xnn
有极限,但数列证:因为limun
n
xn未必有极限
所以0,当nN时,有una,N,a,
从而有故lim
n
unaunauna
n
nalimulimua但由,并不能推得,例如,考虑数列(1),nn
n
虽然lim
n
(1)n1,但(1)n没有极限
7.设数列
yn0,证明:limxnyn0xn有界,又lim
nn
证:因数列xn有界,故M0,使得对一切nyn0,故对1nM,0,由于limn
当n
有
M
0,N,
N时,就有yn1
M
cone从而有
xnyn0xnynM
所以
M
limxnyn0
n
8.对于数列证明:xn证:
xn,若x2k1a(k),x2ka(k),
a(n)
因为x2k有
a(k),所以0,k1当kk1时,
x2k1a;又因为x2ka(k),所以对上述0,
k2时,有x2ka取N2K,则当nN时,若n2k1,maxk1,k2,
当k记K则
1
kKk1xnax2k1a2
若n2k,则kKk2xnax2ka从而只要n
N,就有xna,即limxna
n
习题1-3
1.对图1-8所示的函数由
f(x),求下列极限,如极限不存在,说明理
(1)limf(x)
x2(2)limf(x)
x1(3)limf(x)
x0解:
(1)limf(x)0
x2
(2)limf(x)1
x1
(3)limf(x)不存在,因为f(0)f(0)
x0
2.如图1-9所示的函数,下列陈述中哪些是对的,哪些是错的?
(1)limf(x)不存在
x0
(2)limf(x)0
x0(3)limf(x)1
x0(4)limf(x)0
x1(5)limf(x)不存在
x1
(6)对每个x0(1,1),limf(x)存在
xx0
解:
(1)错,lim
x0
f(x)存在与否,与f(0)的值无关,
事实上,lim
x0
f(x)0
f(0)f(0)0
(3)错,limf(x)的值与f(0)的值无关
(2)对,因为
x0
(4)错,
f(1)0,但f(1)1,故limf(x)不存在
x1
(5)对,因为(6)对
f(1)f(1)
3.对图1-10所示的函数,下列陈述中哪些是对的,哪些是错的
(1)limf(x)1
x1
(2)limf(x)不存在
x1
(3)limf(x)0
x0
(4)limf(x)1
x0
f(x)1(5)lim
x1
(6)limf(x)0
x1
(7)limf(x)0
x2
(8)limf(x)0
x2
解:(1)对
(2)对,因为当x1,(3)对,因为
x0
f(x)无定义
f(0)f(0)0
(4)错,limf(x)的值与f(0)的值无关
(5)对(6)对(7)对(8)错
xx
4.求f(x),(x)
xx
在x0时的极限是否存在解:
,当x0时的左右极限,并说明它们
xx
limf(x)lim1,limf(x)lim1x0x0xx0x0x因为limf(x)1limf(x),所以limf(x)1
x0
x0
x0
xxxx
1lim(x)limlim1,lim(x)limlim
x0xx0xx0x0xx0xx0
因为lim(x)
x0
x0
lim(x)所以lim(x)不存在
x0
5.根据函数极限的定义证明:
(1)lim(3x1)8;
x3
2
(2)lim(5x2)12;x2
2
1x4x42(3)lim4;(4)lim1
x2x2x2x12
解:(1)因为
(3x1)83x93x3,
要使(3x1)8
33
就有(3x1)8,即lim(3x1)8则当0x3时,
x3
,只要x3
,所以0,取
,
(2)因为
(5x2)125x105x2,
要使(5x2)12只要
取0,
5
就有(5x2)12x2
x2
,所以5
,则当0x2时,
即lim(5x2)12(3)因为x2,x
2,
x24
(4)x2(4)x2x(2),x2
要使只要
x24
(4),x2
x(2),所以0,取,
则当0x(2)时,
就有
x24
x2
(4),即xlimx242x2
4(4)因为x1
12,x
2
14x22x1
212x22x(12)
要使
14x22x1
2,只要x(12)2,所以0,取2,
则当0x(1
2
)时,
就有
14x22x12,14x2
即limx
12
2x12
6.根据函数定义证明:
(1)lim1x31sinxx2x32;(2)xlimx0证:
1x311x311
,(1)因为,要使333
2x222x2x
只要
12x
3,即
1x321,所以0,取X32,则
1x311x31
,即lim当xX时,就有33x2x2x22
(2)
sinx10因为,
xxsinx11
0,只要要使,即x2,所以0,
xxsinxsinx0,取X2,则当xX时,就有即lim0
xxx1
7.当x2时,y
x24问等于多少,使当x2时,
y40.001?
解:由于x2,要使
x20,不妨设x21,即1x3
x24x2x25x20.001,只要
0.001
x20.0002
5
取0.0002,则当0x2时,就有x240.001
x21
8.当x时,y21问X等于多少,
x3
使当解:因为
xX时,y10.01?
x21x2144
10.01,2,要使2122x3x3x3x
4
只要20.01,即x20,取X20,
x
则当xX时,就有y10.01
9.证明函数证:因为
f(x)x当x0时极限为零
x0xx0,所以0,取,
x0时,就有x0,即lim0
x0
则当0
10.证明:若x及x时,函数等于A,则lim证:因为就有
x
x
f(x)的极限都存在且都
f(x)A
limf(x)A,所以0,X10,当xX1时,f(x)Ax
又因为
所以对上面的0,X20,当xX2limf(x)A,
时,就有即x
f(x)A,取XmaxX1,X2
,则
x
xX当,
X或xX时,就有f(x)A即limf(x)A
11.根据函数极限的定义证明:函数
f(x)当xx0时极限存在的充
分必要条件是左极限右极限各自存在并且相等证:
必要性,若lim时,就有
xx0
f(x)A,则0,0当0xx0f(x)A特别,当0当0
f(x)A;xx0时,有f(x)A,即lim
xx0
xx0
x0x时,有f(x)A,即limf(x)A
xx0
充分性,若lim当0当0
f(x)Alimf(x),则0,10,
xx0
xx01时,就有f(x)A;又20x0x时,就有f(x)A即limf(x)A
xx0
12.试给出x时函数极限的局部有界性的定理,并加以证明解:
局部有界性定理,如果lim
x
f(x)A,那么存在常数M0和
X0,使得当xX时,有f(x)M
证明如下:因为lim当
x
f(x)A,所以对10,X0,
xX时,就有f(x)A1,从而A1,即有当xX时,f(x)M
f(x)f(x)AA1A
取M
习题1-4
1.两个无穷小的商是否一定是无穷小?举例说明。解:
不一定,例如(x)2x与(x)3x,都是当x0时的无穷小,
(x)2但却不是当x0时的无穷小(x)3
2.根据定义证明:
x29
为当x3时的无穷小(1)y
x31
(2)yxsin为当x0时的无穷小
x
证:(1)因为
x29
x3,所以0,取,
x3
x3时,就有
则当0
x29
x3
x29即为当x3时的无穷小
x3
(2)
1
因为xsinx,所以0,取,则当0x时,
x
1
就有xsinx
1
即xsin为当x0时的无穷小
x
12x
3.根据定义证明:函数y为当x0时的无穷大,问x应
x4
满足什么条件,能使y10?
证:
112x112x
因为22,要使M,
xxxx
只要
1112M,即x,所以M0,取,xM2M2
12x则当0x0时,就有M
x
12x即为当x0时的无穷大
x
114
当0x0时,令M10,取44
102102
12x
104就能使
x
4.求下列极限并说明理由
2x11x2
(1)lim;(2)limxx01xx
解:
2x11(1)limlim(2)2xxxx
1
理由:由定理2,为当x时的无穷小;
x再由定理1lim(21
xx
)2,
(2)lim1x2
x01x
lim(1x0x)1
理由:由定理1,lim(1x0
x)1
5.根据函数极限或无穷大定义,填写下表:
6.函数ycosx在(,)内是否有界?这个函数是否
0,总有x0(M,),使cosx01,
为x时的无穷小?为什么?解:因为M从而y
所以ycosx在(,)内无界x0cosx0x0M,
又因为M从而y
0,X0,总有x0(X,),使cosx00,
x0cosx00M,所以yf(x)xcosx,
不是当x时的无穷大
11
7.证明:函数ysin在区间0,1内无界,但这函数不是
xx
x0时的无穷大
证:
11
先证函数ysin在区间0,1内无界
xx
因为M0在0,1中总可找到点x0,使f(x0)M,例如,
可取x012k2(kN),则f(x0)2k
2
,当k充分大
11
时,可使f(x0)M,所以ysin在0,1内无界
xx
再证函数不是x0时的无穷大
因为M
使0x0,但f(x0)M,0,0总可找到点x0,
1
(kN),当k充分大时,0x0例如,可取x02k但f(x0)2ksin2k0M,11
所以ysin不是x0时的无穷大
xx4
8.求函数f(x)的图形渐近线2
2x
解:因为lim
x
f(x)0,所以y0是函数图形的水平渐近线
x2因为
x2limf(x),limf(x),所以x2及x2都是函数图形的铅直渐近线
习题1-5
1.计算下列极限;
2
x25x3;(1)lim;(2)lim2x2x3x3x132
x22x14x2xx(3)lim;;(4)lim22x1x0x13x2x(xh)2x211(5)lim;(6)lim(22);h0xhxxx21x2x(7)lim2;(8)lim4;2x2xx1xx3x111x26x8
(10)lim(1)(22);(9)lim2;xx4x5x4xx111
(11)lim(1n);n242
123(n1)
(12)lim;2nn
(n1)(n2)(n3)(13)lim;3n5n13(14)lim()3x11x1x解:
x5x30(1)lim2x2x3lim(x1)x32lim(x23)x230
(2)lim20x3x14
x22x1x1(3)limlim02x1x1x1x14x2xx(4)lim2x03x2x
3
2
lim(4x22x1)
x0
lim(3x2)
x0
1
2
(xh)2x2
(5)limlim(2xh)2x
hh0h1111
(6)lim(22)lim2limlim22xxxxxxxx
1lim(12)2
x11xx(7)lim2x2xx1112lim(22)xxx11lim(23)2
xxxxx0(8)lim42xx3x131lim(124)xxx(x4)(x2)2x26x8
(9)lim2lim
x4x5x4x4(x4)(x1)3
11
(10)lim(1)(22)122
xxx
1111
(11)lim(1n)lim2(1n)2
nn24221
111123(n1)
(12)limlim(1)2nn2nn2
(n1)(n2)(n3)11231(13)limlim(1)(1)(1)3n5nnnn55n3(x1)(x2)1(14)lim()lim123x11xx1(1x)(1xx)1x2.计算下列极限:
x32x2
;(1)lim2x2(x2)x2
(2)lim;x2x1
(3)lim(2x3x1)
x
解:
(x2)2
(1)因为,lim30
x2x2x2
x32x2
所以lim2x2(x2)
2x121(2)因为limlim(2)02xxxxx
x2所以lim
x2x1
131x0lim(3)因为lim3xx2xx111223
xx所以lim(2x
x
3
x1)
3.计算下列极限:
1
(1)limxsin;x0x
2arctanx
(2)limxx
解:
1
(1)因为x0(x0),sin1,
x
2
1
所以limxsin0
x0x
1(2)因为,0(x),arctanx
x2arctanx
所以lim0
xx
2
4.设
a,b,c均为非负数列,
0,limbn1,limcn,下列陈述中哪些是对的,哪
n
n
且liman
n
些是错的?如果是对的,说明理由;如果是错的,试给出一个反例
(1)anbn,nN;(2)bncn,nN;
(3)limancn不存在;
n
(4)limbncn不存在
n
解:
(1)错,例如
1n
an,bn,nN,
nn1
当
n1
时,
1
a11b1故对任意nN,anbn不成立
2
n
,cn(1)n,nN,当n为奇数时,(2)错,例如bn
n1
bncn不成立
1
(3)错,例如an2,cnn,nN,limancn0
nn
1
(4)对,因为,若limbncn存在,则limcnlim(bncn)lim也
nnnnbn
存在,与已知条件矛盾
5.下列陈述中,哪些是对的,哪些是错的?如果是对的,说明理由;如果是错的,试给出一个反例(1)如果lim
xx0
f(x)存在,但limg(x)不存在,
xx0
那么
limf(x)limg(x)不存在
xx0xx0
xx0
(2)如果limf(x)和limg(x)都不存在,
xx0
那么
limf(x)limg(x)不存在
xx0xx0
xx0
(3)如果limf(x)存在,但limg(x)不存在,
xx0
那么解:
limf(x)limg(x)不存在xx0xx0
(1)对,因为,若
limf(x)limg(x)存在,xx0xx0
则limg(x)limf(x)limg(x)limf(x)也存在,与已xx0xx0xx0xx0
f(x)sgnx,g(x)sgnx在x0时的极限都
知条件矛盾(2)错,例如不存在,但
f(x)g(x)0在x0时的极限存在
1
(3)错,例如limx0,limsin在时的极限不存在,
xx0xx0x1
但limxsin0xx0x
6.证明本节定理3中的(2)定理3(2)如果lim那么lim证:因lim有
f(x)A,limg(x)B,
f(x)g(x)limf(x)limg(x)AB
f(x)A,limg(x)B,由上节定理1,
fxA,gxB,,其中,都是无穷小,fxgxABABABB于是
由本节定理2推论1,2,A,B,B都是无穷小,再由本节定理1,
ABB也是无穷小,由上节定理1,得limfxgxABlimfxlimgx
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