第一章 函数与极限的练习解答
高等数学 第1章 函数与极限 练习册 解答(10月19修改)
时,就有
2. 极 限 l i m f (x ) A的 定 义 是 : 对 于 0 , 存 在 X 0 , 当 x
f x A .
时,就有
3. 对 于 任 意 的 正 数 , 存 在 正 数 =
,当
时 5x 2 12 , 因 此
lim (5x 2) 12.
x2
解答:
1、当 0 x x0 时; 2、 x X 时;
1.设
xn
n n
1 ,则当 1
n
大于 正整 数
N
时, | xn 1| 104 , 对于任意正数 ,
当 n 大于正整数 N
时,
|
xn
1|
,所以
lim
n
xn
1.
2. 对于任意正数 , 存在正整数 N
cos n
, 当 n N 时,
2 0 , 所以
n
cos n lim 2 0 . n n
3. 设 xn 为任一数列, 又设对于任意正数 , 存在正整数 N1, N2 , 当 n N1 时,
第 1 章 函数与极限
V.同步练习
第 1 章 函数、极限与连续
1.1 函数及其性质
一、填空题
1.已知 f x ax2 bx 5 且 f x 1 f x 8x 3 , 则 a
;b
;
2. y cos 2x 1 的周期为
;
3.
函数
f
(x)
sin
1 x
,
x
0;
的定义域为
; 值域为
.
解. 设圆锥的半径与高分别为r, h , 则 2 r R 2 , 即 r R 2 , 从而
2
h
R2 r2
1第一章 函数与极限答案
第一章 函数与极限第一节 映射与函数1.填空题:(1)函数)(x f y =与其反函数)(x y ϕ=的图形关于 x y = 对称.(2)函数21()1f x x =+-的定义域为__________________________;(3)若)(x f 的定义域是[0,1],则)1(2+x f 的定义域是 {0} .(4)设b ax x f +=)(,则=-+=h x f h x f x )()()(ϕ a .(5)若,11)(x x f -=则=)]([x f f x x 1- ,=)]}([{x f f f x .(6)函数2xx e e y --=的反函数为 。
(7)函数y =: x ≥0,值域: 0≤y <1 ,反函数: x =-ln(1-y 2), 0≤y <12. 选择题:(1)下列正确的是:(B ,C )A.2lg )(x x f =与x x g lg 2)(=是同一函数.B.设)(x f 为定义在],[a a -上的任意函数,则)()(x f x f -+必为偶函数,)()(x f x f --必为奇函数.C.⎪⎩⎪⎨⎧<-=>==0,10,00,1sgn x x xx y 是x 的奇函数.D.由任意的)(u f y =及)(x g u =必定可以复合成y 为x 的函数. .(2))sin()(2x x x f -=是( A ).A.有界函数;B. 周期函数;C. 奇函数;D. 偶函数.(3)设54)(2++=bx x x f ,若38)()1(+=-+x x f x f ,则b 为( B ).A.1;B.–1;C.2;D.–2.(4)函数21arccos 1++-=x x y 的定义域是( )(A)1≤x ; (B)13≤≤-x ;(C))1,3(-; (D){}{}131≤≤-⋂<x x x x .(5)函数⎩⎨⎧≤<+≤≤--=30,104,3)(2x x x x x f 的定义域是( )(A)04≤≤-x ; (B)30≤<x ;(C))3,4(-; (D){}{}3004≤<⋃≤≤-x x x x .(6)函数x x x y sin cos +=是( )(A)偶函数; (B)奇函数; (C)非奇非偶函数; (D)奇偶函数.(7)函数xx f 2cos 1)(π+=的最小正周期是( )(A)2π; (B)π; (C) 4 ; (D)21 .(8)函数21)(x xx f +=在定义域为( )(A)有上界无下界; (B)有下界无上界;(C)有界,且 2121)(≤≤x f ; (D)有界,且2122≤+≤-x x .(9)与2)(x x f =等价的函数是( )(A) x ; (B) 2)(x ; (C) 33)(x ; (D) x .3.设132)1(2--=-x x x g(1) 试确定c b a ,,的值使c x b x a x g +-+-=-)1()1()1(2 ;(2) 求)1(+x g 的表达式解. 352)1(,0,1,22++=+===x x x g c b a4.求x x x f sgn )1()(2+=的反函数)(1x f -.解:⎪⎩⎪⎨⎧-<+--=>-=-1,)1(0,01,1)(1x x x x x x f5.设249)3lg(1)(x x x f -+-=,求)(x f 的定义域及)]7([-f f 。
高数练习册答案
第一章 函数与极限部分习题答案§1 映射与函数一、填空题:1、224>-<<-x x 或2、)01(1ln>>-=x x x y 3、奇函数 4、41 §2 数列的极限一、填空题:1、不存在 2、必要 3、1二、计算题:1、0 2、1 3、21§3 函数的极限一、填空题:1、 充要 2、1 3、1;不存在 二、计算题:1、 6 2、21 3、62- 4、(1):1;(2):-1;(3):不存在§4 无穷小和无穷大二、计算题:1、0 2、1 3、2§5 极限的运算法则一、计算题:1、-11 2、32 3、214、-15、236、17、528、1二、计算:a=2; b=-8 三、计算;a=1; b=-1§6 极限存在准则 两个重要极限一、填空题:1、0;1;1;0 2、1-e ;2e ;3e ;2e ;二、计算题:1、0; 2、2; 3、2; 4、2e ; 5、 3-e ; 6、6-e ;三、计算:1§7无穷小的比较一、 计算题:1、2; 2、32; 3、0; 4、1 二、 计算题;3=α§8函数的连续性与间断点一、 填空题:1、充要; 2、可去;二、不连续,跳跃间断点 三、跳跃间断点 四、41=a §9连续函数的运算与初等函数的连续性一、计算题;∞,21,31;二、1、2ln π2、1;3、0;4、1三、计算a=1; b=-1第一章自测题一、填空题:1、0≠x,1,-1; 2、0; 3、0; 4、2; 5、21三、计算题:1、2 x ; 2、1; 3、1; 4、3e ; 5、; 6、41; 7、1; 8、1四、计算;a=1; 23-=b§ 2.1 二、 )(a φ;三、 4311;33x ---;四、460;470x y x y --=++=;五、连续且可导。
§2.2 二、2,e e ππ--; 三、(1; (2);(3)1tan 221111(cos sin sec )x e x x x x-+;(4)22sin 2[(sin )(cos )]x f x f x -。
上海财经大学出版的高数习题集答案 第一章 函数与极限
(3)举例证明不一定存在,
x6 x6 x6 x6 x6 , lim ( ) x 4 3 x 4 2 x 4 1 x x 4 1 x 4 3
lim(
x 0
sin 2 x e 2 ax 1 ) 2 2a a ,即 a 2 。 x x
x 1 x 1
由题知 lim x(
x
ln(1
f ( x) f ( x) ) tan x lim tan x lim f ( x) 2, x 0 x ln 3 x 0 x 2 ln 3 3x 1
x2 1 b x2 1 b a ) 0 ,则 lim ( a )0 x x ( x 1) x( x 1) x x
(4) lim
2 sin x sin 2 x 2 sin x 2 sin x cos x 2 sin x(1 cos x) lim lim x 0 x 0 x 0 xa xa xa 2 x 2x lim a2 lim x a 3 1, 所以 a 3 。 x 0 x 0 x
sin x 2 x2 sin x 2 为 x 0 时的无穷小, lim 0 ,所以 x 0 ln(1 2 x ) x 0 2 x ln(1 2 x)
1 1 (7)A: lim (1 ) x 1 ,因为由第三章第三节介绍的罗比达法则 lim (1 ) x x 0 x 0 x x
f (5) 11 。由 f (0) 1 和 f (1) 1 知 f ( x) 在 (0,1) 内至少有一个实根。
(1) ① lim
x 0
由 f (0) 1 和 f (1) 5 知 f ( x) 在 (1,0) 内至少有一个实根。由 f (0) 1 ,
第一章 函数与极限答案
第一章 函数与极限一 函数(见§1.1) Ⅰ 内容要求(ⅰ)在中学已有函数知识的基础上,加深对函数概念的理解和函数性质(奇偶性、单调性、周期性和有界性)的了解。
(ⅱ)理解复合函数的概念,了解反函数的概念,了解分段函数的概念。
(ⅲ)记忆基本初等函数的图象,了解初等函数的概念,自学双曲函数及反双曲函数。
(ⅳ)学会建立简单实际问题中的函数关系式。
Ⅱ 基本题型(ⅰ)有关确定函数定义域的题型1.(4分)1)2ln()(+-=x x x f 的定义域为 21<<-x2.(4分))2ln(1)(x x x f -+=的定义域为 [))2,1(1,1 -3.(4分))32arcsin(-=x y 的定义域为--------------- ( D ) A )2,1( B )2,1[ C ]2,1( D ]2,1[ 4.设)(x f 的定义域D = ]1,0[,求下列各函数的定义域: (1)(6分))(2x f []1,1-∈x(2)(6分))2(xf (]0,∞-∈x(3)(7分))31()31(-++x f x f ⎥⎦⎤⎢⎣⎡∈32,31x (ⅱ)有关确定函数(反函数)表达式的题型 5.(4分)已知: x xf cos 1)2(sin+=,则)(x f =)1(22x - 6.(4分)设⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧>=<-=0,10,00,1)(x x x x f ,则=)]([x f f ⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧>=<-=0,10,00,1)(x x x x f7.求下列函数的反函数(1)(4分)31+=x y 1,133-=-=x y y x (2)(4分)x x y +-=11 xxy y y x +-=+-=11,11 )1(-≠x(3)(6分))2ln(1++=x y 2211-=⇒-=--x y e y e x8.(7分)已知:,2sin )(,)(3x x x x x f =-=ϕ 求)].([)],([x f x f ϕϕ解:x x x x x f 2cos 2sin 2sin 2sin )]([233-=-=-=ϕϕϕ)(2s i n )(2s i n )]([3x x x f x f -==ϕ9.(10分)设x e x g x x x x f =⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧>-=<=)(,1||,11||,01||,1)(,求)]([x g f 和)]([x f g ,并作出这两个函数的图形。
(完整版)函数、极限与连续习题及答案
第一章 函数、极限与连续(A)1.区间[)+∞,a 表示不等式( )A .+∞<<x aB .+∞<≤x aC .x a <D .x a ≥ 2.若()13+=t t ϕ,则()=+13t ϕ( )A .13+tB .26+tC .29+tD .233369+++t t t 3.设函数()()x x x x f arcsin 2513ln +-++=的定义域是( )A .⎪⎭⎫ ⎝⎛-25,31B .⎪⎭⎫ ⎝⎛-25,1C .⎪⎭⎫⎝⎛-1,31 D .()1,1-4.下列函数()x f 与()x g 相等的是( )A .()2x x f =,()4x x g =B .()x x f =,()()2x x g =C .()11+-=x x x f ,()11+-=x x x g D . ()112--=x x x f ,()1+=x x g 5.下列函数中为奇函数的是( )A .2sin xx y = B .xxe y 2-= C .x x x sin 222-- D .x x x x y sin cos 2+= 6.若函数()x x f =,22<<-x ,则()1-x f 的值域为( ) A .[)2,0 B .[)3,0 C .[]2,0 D .[]3,0 7.设函数()x e x f =(0≠x ),那么()()21x f x f ⋅为( )A .()()21x f x f +B .()21x x f +C .()21x x fD .⎪⎪⎭⎫⎝⎛21x x f8.已知()x f 在区间()+∞∞-,上单调递减,则()42+x f 的单调递减区间是( ) A .()+∞∞-, B .()0,∞- C .[)+∞,0 D .不存在 9.函数()x f y =与其反函数()x fy 1-=的图形对称于直线( )A .0=yB .0=xC .x y =D .x y -=10.函数2101-=-x y 的反函数是( ) A .2lg-=x x y B .2log x y = C .xy 1log 2= D .()2lg 1++=x y 11.设函数()⎩⎨⎧=是无理数是有理数x x a x f x ,0,10<<a ,则( )A .当+∞→x 时,()x f 是无穷大B .当+∞→x 时,()x f 是无穷小C .当-∞→x 时,()x f 是无穷大D .当-∞→x 时,()x f 是无穷小 12.设()x f 在R 上有定义,函数()x f 在点0x 左、右极限都存在且相等是函数()x f 在点0x 连续的( )A .充分条件B .充分且必要条件C .必要条件D .非充分也非必要条件13.若函数()⎩⎨⎧<≥+=1,cos 1,2x x x a x x f π在R 上连续,则a 的值为( )A .0B .1C .-1D .-2 14.若函数()x f 在某点0x 极限存在,则( ) A . ()x f 在0x 的函数值必存在且等于极限值 B .()x f 在0x 函数值必存在,但不一定等于极限值 C .()x f 在0x 的函数值可以不存在 D .如果()0x f 存在的话,必等于极限值15.数列0,31,42,53,64,…是( )A .以0为极限B .以1为极限C .以n n 2-为极限 D .不存在在极限 16.=∞→xx x 1sin lim ( )A .∞B .不存在C .1D .017.=⎪⎭⎫ ⎝⎛-∞→xx x 211lim ( )A .2-eB .∞C .0D .21 18.无穷小量是( )A .比零稍大一点的一个数B .一个很小很小的数C .以零为极限的一个变量D .数零19.设()⎪⎩⎪⎨⎧≤≤-<≤<≤-=31,110,201,2x x x x x f x 则()x f 的定义域为 ,()0f = ,()1f = 。
高等数学第1章课后习题答案(科学出版社).
第一章函数、极限、连续习题1-11.求下列函数的自然定义域:x3+ (1)y=21-xx-1arccos (3) y=解:(1)解不等式组⎨(2) y=arctan1x⎧3x≠1⎪(4) y=⎨. ⎪3 , x=1⎩⎧x+3≥0得函数定义域为[-3,-1) (-1,1) (1,+∞); 2⎩1-x≠0⎧3-x2≥0(2)解不等式组⎨得函数定义域为[ ; ⎩x≠0x-1⎧-1≤≤1⎪(3)解不等式组⎨得函数定义域为[-4,-2) (3,6]; 52⎪⎩x-x-6>0(4)函数定义域为(-∞,1].2.已知函数f(x)定义域为[0,1],求ff(cosx),f(x+c)+f(x-c) (c>0)义域.解:函数f要有意义,必须0≤1,因此f的定义域为[0,1];同理得函数f(cosx)定义域为[2kπ-,2kπ+]; 22⎧0≤x+c≤11函数f(x+c)+f(x-c)要有意义,必须⎨,因此,(1)若c<,定义域为:2⎩0≤x-c≤1(2)若c=[c,1-c];的定ππ111,定义域为:{;(3)若c>,定义域为:∅. 222 1⎛x-a⎫3.设f(x)=2 1-⎪,a>0,求函数值f(2a),f(1). x⎝|x-a|⎭解:因为f(x)=f(2a)=1⎛x-a⎫1- ⎪,所以 2x⎝|x-a|⎭1⎛a⎫1⎛1-a1-=0,f(1)=1- ⎪2 4a⎝a⎭12 ⎝-a⎫⎧2 ,a>1,. =⎪⎪⎨0 ,0<a<1⎭⎩4. 证明下列不等式:(1) 对任何x∈R有 |x-1|+|x-2|≥1;(2) 对任何n∈Z+有 (1+1)n+1>(1+1)n; n+1n(3) 对任何n∈Z+及实数a>1有 a-1≤a-1. n1n证明:(1)由三角不等式得|x-1|+|x-2|≥|x-1-(x-2)|=1(2)要证(1+1)n+1>(1+1)n,即要证1+1>n+1nn+1=111(1+)+(1+)+ +(1+)+11 < =1+n+1n+1得证。
高等数学课后习题答案--第一章 函数与极限
第一章 函数与极限1. 设 ⎪⎩⎪⎨⎧≥<=3||,03|||,sin |)(ππϕx x x x , 求).2(446ϕπϕπϕπϕ、、、⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝⎛6sin )6(ππϕ=21=224sin )4(==ππϕ()0222)4sin()4(==-=-ϕππϕ2. 设()x f 的定义域为[]1,0,问:⑴()2x f ; ⑵()x f sin ; ⑶()()0>+a a x f ; ⑷()()a x f a x f -++ ()0>a 的定义域是什么?(1)][;,-的定义域为所以知-11)(,111022x f x x ≤≤≤≤ []ππππ)12(,2)(sin ),()12(21sin 0)2(+∈+≤≤≤≤k k x f Z k k x k x 的定义域为所以知由][a a a x f ax a a x -+-≤≤≤+≤1,)(110)3(-的定义域为所以知-由 ][φ时,定义域为当时,定义域为当从而得-知由211,210111010)4(>-≤<⎩⎨⎧+≤≤-≤≤⎩⎨⎧≤-≤≤+≤a a a a ax a ax a a x a x3. 设()⎪⎩⎪⎨⎧>-=<=111011x x x x f ,()xe x g =,求()[]x gf 和()[]x fg ,并做出这两个函数的图形。
⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧>=<==⎪⎩⎪⎨⎧>-=<=⎪⎩⎪⎨⎧>-=<=-1,1,11,)]([.)20,10,00,1)]([1)(,11)(,01)(,1)]([.)11)(x e x x e e x f g x x x x g f x g x g x g x g f x f 从而得4. 设数列{}nx 有界, 又,0lim =∞→nn y证明:.0lim =∞→n n n y x{}结论成立。
从而时,有,当自然数即又有对有界,∴=<=-<>∃>∀=≤∀>∃∴∞→ ..0)(,0,0lim ,,0εεεεMM y x y x My N n N y Mx n M x n n n n n n n n n 5. 根据函数的定义证明: ⑴()813lim 3=-→x x8)13(lim 813303,033,33813,03=-<--<-<>∀<-<-=-->∀→x x x x x x x 所以成立时,恒有,当=取故即可。
第01章 函数与极限习题详解
第一章 函数与极限习 题 1-11.求下列函数的自然定义域: (1)211y x=+-;解:依题意有21020x x ⎧-≠⎨+≥⎩,则函数定义域{}()|2x 1D x x x =≥-≠±且.(2)21arccosx y -=解:依题意有2211360x x x ⎧-≤⎪⎨⎪-->⎩,则函数定义域()D x =∅.(3)2ln(32)y x x =-+-;解:依题意有2320x x -+->,则函数定义域{}()|12D x x x =<<.(4)312x xy -=;解:依题意有30x x -≠,则函数定义域{}()|x 0,1D x x x =-∞<<+∞≠±且.(5)1sin1,121;x y x x ⎧≠⎪=-⎨⎪=⎩, , 解:依题意有定义域{}()|D x x x =-∞<<+∞. (6)1arctan y x =+解:依题意有030x x ≠⎧⎨-≥⎩,则函数定义域{}()|3x 0D x x x =≤≠且.2.已知()f x 定义域为[0,1],求2(), (sin ), (), ()()f x f x f x a f x a f x a +++- (0a >)的定义域.解:因为()f x 定义域为[0,1],所以当201x ≤≤时,得函数2()f x 的定义域为[1,1]-; 当0sin 1x ≤≤时,得函数(sin )f x 定义域为[2π,(21)π]k k +; 当01x a ≤+≤时,得函数()f x a +定义域为[,1]a a --+;当0101x a x a ≤+≤⎧⎨≤-≤⎩时,得函数()()f x a f x a ++-定义域为:(1)若12a <,[],1x a a ∈-;(2)若12a =,12x =;(3)若12a >,x ∈∅.3.设21()1,f x x ⎛⎫=- ⎝其中0,a >求函数值(2),(1)f a f .解:因为21()1f x x ⎛⎫=- ⎝,则 2211(2)142a f a a a a-⎛⎫=-= ⎪⎝⎭,20 ,>1,11(1)1 2 ,0<<111a a f a a ⎛⎫⎧-=-= ⎪⎨ ⎪-⎩⎝⎭.4.设1||1,()0||1,()21|| 1.xx f x x g x x <⎧⎪===⎨⎪->⎩,求(())f g x 与(())g f x ,并做出函数图形.解:121(())0211 21xx xf g x ⎧<⎪==⎨⎪->⎩,即10(())001 0x f g x x x <⎧⎪==⎨⎪->⎩,112||1(())2||12||1x g f x x x -⎧<⎪==⎨⎪>⎩,即2||1(())1||11||12x g f x x x ⎧⎪<⎪==⎨⎪⎪>⎩,函数图形略.5.设1,0,()1,0,x x f x x +<⎧=⎨≥⎩试证:2,1,[()]1,1.x x f f x x +<-⎧=⎨≥-⎩证明:1(),()0[()]1,()0f x f x f f x f x +<⎧=⎨≥⎩,即2,1,[()]1,1x x f f x x +<-⎧=⎨≥-⎩,得证.6.下列各组函数中,()f x 与()g x 是否是同一函数?为什么? (1)))()ln,()ln3f x xg x ==- ;不是,因为定义域和对应法则都不相同. (2)()()f x g x == 是.(3)22()2,()sec tan f x g x x x ==-; 不是,因为对应法则不同. (4)2()2lg ,()lg f x x g x x ==; 不是,因为定义域不同.7.确定下列函数在给定区间内的单调性: (1)3ln y x x =+,(0,)x ∈+∞;解:当(0,)x ∈+∞时,函数13y x =单调递增,2ln y x =也是单调递增,则12y y y =+在(0,)+∞内也是递增的.(2)1xy x -=-,(,1)x ∈-∞. 解:(1)111111x x y x x x ---===+---,当(,1)x ∈-∞时,函数11y x =-单调递增,则21111y y x ==-是单调递减的,故原函数1x y x-=-是单调递减的.8. 判定下列函数的奇偶性. (1)lg(y x =+;解:因为1()lg(lg(lg(()f x x x x f x --=-+=+=-+=-,所以lg(y x =+是奇函数.(2)0y =;解:因为()0()f x f x -==,所以0y =是偶函数. (3)22cos sin 1y x x x =++-; 解:因为2()2c o s s i n 1f x x x x -=+--,()()()()f x f x f x f x -≠-≠-且,所以22c o s s i n 1y x x x =++-既非奇函数,又非偶函数.(4)2xxa ay -+=.解:因为()()2xxaaf x f x -+==,所以函数2x xa ay -+=是偶函数.9.设()f x 是定义在[,]l l -上的任意函数,证明:(1)()()f x f x +-是偶函数,()()f x f x --是奇函数; (2)()f x 可表示成偶函数与奇函数之和的形式. 证明:(1)令()()(),()()()g x f x f x h x f x f x =+-=--,则()()()(),()()()()g x f x f x g x h x f x f x h x -=-+=-=--=-,所以()()f x f x +-是偶函数,()()f x f x --是奇函数.(2)任意函数()()()()()22f x f x f x f x f x +---=+,由(1)可知()()2f x f x +-是偶函数,()()2f x f x --是奇函数,所以命题得证.10.证明:函数在区间I 上有界的充分与必要条件是:函数在I 上既有上界又有下界. 证明:(必要性)若函数()f x 在区间I 上有界,则存在正数M ,使得x I ∈,都有()f x M ≤成立,显然()M f x M -≤≤,即证得函数()f x 在区间I 上既有上界又有下界(充分性)设函数()f x 在区间I 上既有上界2M ,又有下界1M ,即有12()()f x M f x M ≥≤且,取12max{,}M M M =,则有()f x M≤,即函数()f x 在区间I 上有界.11.下列函数是否是周期函数?对于周期函数指出其周期: (1)|sin |y x =;周期函数,周期为π. (2)1sin πy x =+; 周期函数,周期为2. (3)tan y x x =; 不是周期函数. (4)2cos y x =.周期函数,周期为π.12.求下列函数的反函数: (1)331xx y =-;解:依题意,31x y y =-,则3log 1y x y =-,所以反函数为13()log ,(,0)(1,)1xfx x x -=∈-∞⋃+∞-.(2)()ax b y ad bc cx d+=≠+;解:依题意,b dy x cy a-=-,则反函数1()()b dx f x ad bc cx a--=≠-.(3)(lg y x =+;解:依题意,1(1010)2yyx -=+,所以反函数11()(1010),2x xf x x R--=+∈.(4)ππ3cos 2,44y x x ⎛⎫=-≤≤⎪⎝⎭.解:依题意,arccos32y x =,所以反函数1arccos3(),[0,3]2xf x x -=∈.13.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1x 和2x 的函数值:(1)212e ,1,0,2u y u x x x ====+;(2)2121,e 1,1,1,1v y u u v x x x =+=-=+==-. 解:(1)215()e ,(0),(2)xy f x f e f e+====(2)12()(e 1)1x y f x +==-+,42(0)22f e e =-+,(1)1f -=.14.在一圆柱形容器内倒进某种溶液,该容器的底半径为r ,高为H .当倒进溶液后液面的高度为h 时,溶液的体积为V .试把h 表示为V 的函数,并指出其定义区间.解:依题意有2πV r h =,则22,[0,π]πV h V r H r=∈.15.某城市的行政管理部门,在保证居民正常用水需要的前提下,为了节约用水,制定了如下收费方法:每户居民每月用水量不超过4.5吨时,水费按0.64元/吨计算.超过部分每吨以5倍价格收费.试建立每月用水费用与用水数量之间的函数关系.并计算用水量分别为3.5吨、4.5吨、5.5吨的用水费用.解:依题意有0.64,0 4.5() 4.50.64( 4.5) 3.2,4.5x x f x x x ≤≤⎧=⎨⨯+-⨯>⎩,所以(3.5) 2.24(4.5) 2.88(5.5) 6.08f f f ===元,元,元.习 题 1-21.设21(1,2,3,)31n n a n n +==+ ,(1) 求110100222||,||,||333a a a ---的值;(2) 求N ,使当n N >时,不等式42||103n a --<成立;(3) 求N ,使当n N >时,不等式2||3n a ε-<成立.解:(1) 12321||||,34312a -=-= 1022121||||,331393a -=-=100220121||||33013903a -=-=. (2) 要使 42||10,3n a --< 即 4113310<(n+1), 则只要9997,9n >取N =99971110,9⎡⎤=⎢⎥⎣⎦故当n>1110时,不等式42||103n a --<成立.(3)要使2||3n a ε-<成立,13,9n εε->取139N εε-⎡⎤=⎢⎥⎣⎦,那么当n N >时, 2||3n a ε-< 成立.2.根据数列极限的定义证明:(1)1lim!n n →∞=; (2)lim1n n→∞=.解:(1)0ε∀>, 要使111|0|!!n n nε-<<=, 只要取1N ε⎡⎤=⎢⎥⎣⎦, 所以,对任意0ε>,存在1N ε⎡⎤=⎢⎥⎣⎦,当n N >时,总有1|0|!n ε-<,则1lim 0!n n →∞=.(2) 0ε∀>,要使22|12)nn ε-=<<, 即n >,只要取N =,所以,对任意的ε>0,存在N =, 当n N >, 总有1|nε<, 则lim1n n→∞=.3.若lim n n x a →∞=,证明lim ||||n n x a →∞=.并举例说明:如果数列}{||n x 有极限,但数列}{n x 未必有极限.证明: 因为lim n n x a →∞=, 所以0ε∀>, 1N ∃, 当1n N >时, 有||n x a ε-<.不妨假设a>0,由收敛数列的保号性可知:2N ∃, 当2n N >时, 有0n x >, 取{}12max ,N N N =, 则对ε∀>, N ∃, 当n N >时, 有||||||||n n x a x a ε-=-<.故lim ||||n n x a →∞=. 同理可证0a <时, lim ||||n n x a →∞=成立.反之,如果数列{}||n x 有极限, 但数列{}||n x 未必有极限.如:数列()1nn x =-, ||1n x =, 显然lim ||1n n x →∞=, 但lim n n x →∞不存在.4.设数列{}n x 有界,又lim 0n n y →∞=.证明:lim 0n n n x y →∞=.证明: 依题意,存在M>0, 对一切n 都有||n x M ≤, 又lim 0n n y →∞=, 对0ε∀>, 存在N ,当n N >时, |0|n y ε-<, 因为对上述N , 当n N >时, |0|||||n n n n n x y x y M y M ε-=≤<,由ε的任意性, 则lim 0n n n x y →∞=.5.设数列{}n x 的一般项(3)π2n n x +=,求lim n n x →∞.解: 因为limx →∞=, (3)π|cos|12n +≤, 所以 (3)πlim2x n →∞+=.6.对于数列{}n x ,若21()k x A k -→→∞,2()k x A k →→∞,证明:()n x A n →→∞. 证明: 由于21lim k k x A -→∞=, 所以, 0ε∀>, 10N ∃>, 当1>k N 时,有21||k x A ε--<, 同理,0ε∀>,20N ∃>, 当2k N >时, 有2||k x A ε-<.取N =max {}12,N N , 0ε∀>, 当n N >时,||n x A ε-<成立, 故()n x A n →→∞.习 题 1-31.当1x →时,234y x =+→.问δ等于多少,使当|1|x δ-<时,|4|0.01y -<? 解:令 1|1|2x -<,则35|1|22x <+<,要使225|4||34||1||1||1||1|0.012y x x x x x -=+-=-=-+<-<,只要|1|0.004x -<,所以取0.004δ=,使当 |1|x δ-< 时,|4|0.01y -<成立.2.当x →∞时,222123x y x +=→-.问X 等于多少,使当||x X >时,|2|0.001y -<?解:要使222217|2||2|3|3|x y x x +-=-=--<0.001, 只要2|3|7000x ->, 即237000x ->. 因此,只要||x >,所以取X ≥.3.根据函数极限的定义证明:(1)3lim (21)5x x →-=; (2)35lim31x x x →∞+=-;(3)224lim42x x x →--=-+; (4)limx →=.证明:(1) 由于|(21)5|2|x x --=-, 任给0ε>,要使|(21)5|x ε--<,只要|3|2x ε-<.因此取2εδ=,则当0|3|x δ<-<时, 总有|(21)5|x ε--<,故3lim (21)5x x →-=.(2) 由于358|3|1|1|x x x +-=--,任给0ε>, 要使35|3|1x x ε+-<-,只要8|1|x ε<-,即81x ε>+或81x ε<-, 因为0ε>,所以88|1||1|εε+>-, 取8|1|M ε=+,则当||x M >时, 对ε∀>,总有35|3|1x x ε+-<-,故有35lim31x x x →∞+=-.(3)由于24|(4)||2|2x x x ---=++,任给0ε>,,要使24|(4)|2x x ε---<+,只要|2|x ε+<,因此取δε=,则当0|(2)|x δ<--<时,总有24|(4)|2x x ε---<+,故224lim42x x x →--=-+. (4) 由于|0|=<,任给0ε>,要使|0|ε-<,ε<,即21x ε>,因此取21M ε=,则当x>M 时,总有|0|ε<,故limx →+∞=.4.用X ε-或εδ-语言,写出下列各函数极限的定义:(1)lim ()1x f x →-∞=; (2)lim ()x f x a →∞=;(3)lim ()x af x b +→=; (4)3lim ()8x f x -→=-.解: (1) 0,ε∀> 0M ∃>, 当x<-M 时, 总有|()1|f x ε-<;(2) 0,ε∀> 0M ∃>, 当||x M >, 总有|()|f x a ε-<;(3) 0,ε∀> 0δ∃>, 当a x a δ<<+时, 总有|()|f x b ε-<; (4) 0,ε∀> 0δ∃> 当33x δ-<<时, 总有|()8|f x ε+<. 5.证明:0lim ||0x x →=.证明: 由于0lim ||lim 0x x x x ++→→==, 0lim ||lim ()0x x x x --→→=-=,所以0lim ||0x x →=.6.证明:若x →+∞及x →-∞时,函数()f x 的极限都存在且都等于A ,则l i m()x f x A→∞=.证明: 由于l i m ()x f x A →+∞=,则对0ε∀>,10M ∃>,当1x M >时,有|()|f x A ε-<.又lim ()x f x A →-∞=,则20M ∃>,当2x M <-,有|()|f x A ε-<.取{}12max ,M M M =那么对0ε∀>,当||x M >时,总有|()|f x A ε-<,故有lim ()x f x A →∞=.习 题 1-41.根据定义证明:(1)211x y x -=+为当1x →时的无穷小;(2)1sin y x x=为当x →∞时的无穷小; (3)13x y x+=为当0x →时的无穷大.证明:(1) 0ε∀>,因为21|0||1|1x x x --=-+,取δε=,则当0|1|x δ<-<时, 总有0x ≠,故211lim01x x x →-=+.(2) 0ε∀>,因为111|sin 0||sin |||||x x xx x -=≤,取1M ε=, 则当||x M >时, 总有1|sin |1|sin 0|||||x x xx x ε-=≤<, 故1limsin 0x x x→∞=.(3) 0M ∀>, 13M δ∃=+,当0||x δ<<时,总有1311|||3|3||x Mxxx +=+>->,所以13limx x x→+=∞.2.函数sin y x x =在(0,)+∞内是否有界?该函数是否为x →+∞时的无穷大? 解答: 取2πn x n =,则0n y =,因此当2πn x n =()n →∞时, ()0n n y x →→+∞故函数 sin y x x = 当x →+∞时,不是无穷大量.下证该函数在()0,+∞内是无界的. 0M ∀>,π2π2n x n ∃=+且()n x n →+∞→∞,πππ2πsin 2π2π222n y n n n ⎛⎫⎛⎫=++=+ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,取[]01N M =+, 00π2π(0,)2x N ∃=+∈+∞,有0π2π2n y N M=+≥,所以sin y x x =是无界的.3.证明:函数11cosy xx=在区间(0,1]上无界,但这函数不是0x +→时的无穷大.证明: 令1tx =,类似第2题可得.习 题 1-51.求下列极限: (1)23231lim41n n n n n →∞+++-;(2)111lim 1223(1)n n n →∞⎡⎤+++⎢⎥⋅⋅+⎣⎦ ;(3)22212lim n n nn n →∞⎛⎫+++ ⎪⎝⎭ ;(4)1132lim 32nn n n n ++→∞+-; (5)2211lim54x x x x →--+;(6)3221lim53x x x x →+-+;(7)lim x →+∞;(8)2221lim53x x x x →∞+++; (9)33()limh x h xh→+-;(10)22131lim41x x x x →+-+;(11)3131lim 11x x x →⎛⎫- ⎪--⎝⎭; (12)23lim 531x x x x x →∞+-+;(13)1limx →(14)3lim 21x xx →∞+;(15)3lim (236)x x x →∞-+;(16)323327lim3x x x x x →+++-.解:(1) 23231lim41n n n n n →∞+++- = 233311lim 0411n nn n nn→∞++=+-.(2) 111lim 1223(1)n n n →∞⎡⎤+++⎢⎥⋅⋅+⎣⎦ = 111111lim ()()()12231n n n →∞⎡⎤-+-++-⎢⎥+⎣⎦= 1lim(1)11n n →∞-=+.(3)22212lim n n nn n →∞⎛⎫+++ ⎪⎝⎭ =21(1)12lim 2n n n n→∞+=.(4) 1132lim32n n n n n ++→∞+-=21()13lim2332()3nn n →∞+=-⋅.(5) 2211lim54x x x x →--+=1(1)(1)lim (1)(4)x x x x x →-+--=112lim43x x x →+=--.(6) 3221lim 53x x x x →+-+=322132523+=--⨯+.(7) limx →+∞=limx→+=lim x→111lim 2x →+∞-=.(8) 2221lim53x x x x →∞+++=2212lim2531x x xx→∞+=++.(9) 33()lim h x h xh→+-=32233(33)limh x x h xh h xh→+++-=3220lim (33)3h x xh h x →++=.(10) 3131lim 11x x x →⎛⎫- ⎪--⎝⎭=2313(1)lim 1x x x x →⎛⎫-++ ⎪-⎝⎭=21(1)(2)lim (1)(1)x x x x x x →-+-++ =212lim11x x x x→+=++.(11) 23lim531x x x x x →∞+-+=22311lim0315x x xxx→∞+=-+.(12) 1limx →=1limx →=1lim x →.(13) 3lim21x xx →∞+=2lim12x xx→∞=+∞+.(14) 3lim (236)x x x →∞-+=32336lim (2)x x xx→∞-+=∞.(15) 323327lim 3x x x x x →+++-=32331lim (327)lim3x x x x x x →→+++⨯=∞-.2.设,0,()2,0.x e x f x x a x ⎧<=⎨+≥⎩ 问当a 为何值时,极限0lim ()x f x →存在.解:因为0lim ()lim 1,lim ()lim (2)x x x x x f x e f x x a a --++→→→→===+=,所以,当0lim ()lim ()x x f x f x -+→→=,即1a =时,0lim ()x f x →存在.3.求当x 1→时,函数12111x x ex ---的极限.解:因为11211111limlim (1)0,1x x x x x e x ex ----→→-=+=-11211111lim lim (1),1x x x x x ex ex ++--→→-=+=+∞-所以12111lim 1x x x ex -→--不存在。
高数第一章 函数与极限答案(2013)
第一章 函数与极限答案第一节 映射与函数1.填空题: (1)2,1-≥±≠x x ; (2)⎪⎩⎪⎨⎧≤<≤≤--+=10011x x x xy ; (3){0}; (4)a ;(5)x x 1-, x ;(6)⎩⎨⎧≤<≤-=32231-x ()1-(2x x xx f )2. 选择题:(1)C ; (2)A ; (3) B ; (4)B ; (5) B ; (6)C ; (7)C ; 3. 352)1(0,1,22++=+===x x x g c b a ;;4. )1(22x -;5. 22()0()()()0x x f x x x x ⎧--≤-=⎨-+-->⎩,即:220()0x x f x x x x ⎧≥=⎨-<⎩ 6. 解:22()(1)f x f x x +-= (1)令1x t =- 得22(1)()(1)f t f t t -+=-22(1)()(1)f x f x x -+=- (2)由(1)和(2)得;221()3x x f x +-=7. (1)|sin |y x =; (2)sin ||y x =; (3)2sin 2x y =.8.设[()]f g x 由(),()y f u u g x ==复合而成的,证明:(1) 若()g x 是偶函数,则[()]f g x 是偶函数。
(2) 若()f x 单调增加,()g x 单调减少,则[()]f g x 单调减少。
(略)第二节 数列的极限1.填空题:(1)0; (2)0; (3)6,0==b a ;(4)数列{}n x 有界是数列{}n x 收敛的必要条件. 数列{}n x 收敛是数列{}n x 有界的充分条件. 2.选择题:(1)B ; (2) D ; (3) D ; 3. 根据数列极限的定义证明: (略)4. 若a u n n =∞→lim ,证明a u n n =∞→lim .并举例说明反之不成立.提示:利用不等式:a u a u a u n n n -≤-≤-5. 设数列{}n x 有界,又0lim =∞→n n y ,证明:0lim =∞→n n n y x . (略)第三节 函数的极限1.填空题:(1)=+)0(f b ,=-)0(f 1 . 当=b 1 时,1)(lim 0=→x f x .(2) 充分必要(3) 必要;充分;必要;充分;充分必要. 2.选择题:(1) A ; (2) C ; (3) D ; (4) C 3. 根据函数极限的定义证明: 8)13(lim 3=-→x x ; (略)4.证明xx 1sinlim 0→不存在. 提示:取2个子序列趋于0,但极限不等。
第1章函数与极限习题解答
第1章 函数与极限习题解答1. 两个无穷小的商是否一定是无穷小?举例说明之.解 不一定. 例如, 当x →0时, α(x )=2x , β(x )=3x 都是无穷小, 但32)()(lim0=→x x x βα, )()(x x βα不是无穷小.2. 函数y =x cos x 在(-∞, +∞)内是否有界?这个函数是否为当x →+∞ 时的无穷大?为什么?解 函数y =x cos x 在(-∞, +∞)内无界.这是因为∀M >0, 在(-∞, +∞)内总能找到这样的x , 使得|y (x )|>M . 例如y (2k π)=2k π cos2k π=2k π (k =0, 1, 2, ⋅ ⋅ ⋅),当k 充分大时, 就有| y (2k π)|>M .当x →+∞ 时, 函数y =x cos x 不是无穷大.这是因为∀M >0, 找不到这样一个时刻N , 使对一切大于N 的x , 都有|y (x )|>M . 例如0)22cos()22()22(=++=+ππππππk k k y (k =0, 1, 2, ⋅ ⋅ ⋅),对任何大的N , 当k 充分大时, 总有N k x >+=22ππ, 但|y (x )|=0<M .3. 证明: 函数x x y 1sin 1=在区间(0, 1]上无界, 但这函数不是当x →0+时的无穷大.证明 函数xx y 1sin 1=在区间(0, 1]上无界. 这是因为∀M >0, 在(0, 1]中总可以找到点x k , 使y (x k )>M . 例如当221ππ+=k x k (k =0, 1, 2, ⋅ ⋅ ⋅)时, 有22)(ππ+=k x y k ,当k 充分大时, y (x k )>M .当x →0+ 时, 函数xx y 1sin 1=不是无穷大. 这是因为∀M >0, 对所有的δ>0, 总可以找到这样的点x k , 使0<x k <δ, 但y (x k )<M . 例如可取 πk x k 21=(k =0, 1, 2, ⋅ ⋅ ⋅), 当k 充分大时, x k <δ, 但y (x k )=2k πsin2k π=0<M .4. 计算下列极限:(1)121lim22---∞→x x x x ;解 2111211lim 121lim 2222=---=---∞→∞→xx x x x x x x . (2)13lim242--+∞→x x x x x ; 解 013lim242=--+∞→x x x x x (分子次数低于分母次数, 极限为零) 或 012111lim 13lim 4232242=--+=--+∞→∞→xx x x x x xx x x . (3))1311(lim 31xx x ---→; 解 112lim)1)(1()2)(1(lim )1)(1(31lim )1311(lim 212122131-=+++-=++-+--=++--++=---→→→→x x x x x x x x x x x x x x x x x x x . (4)xx x 1sin lim 20→; 解 01sin lim 20=→x x x (当x →0时, x 2是无穷小, 而x 1sin 是有界变量). (5)xx x arctan lim ∞→. 解 0arctan 1lim arctan lim =⋅=∞→∞→x x x x x x (当x →∞时, x 1是无穷小, 而arctan x 是有界变量). (6)x x x cot lim 0→;解 1cos lim sin lim cos sin lim cot lim 0000=⋅=⋅=→→→→x x x x x x x x x x x x . (7)xx x x sin 2cos 1lim 0-→; 解法1 ()22200021cos 21cos 22limlim lim 2sin x x x x x xx x x x→→→--===.解法2 2sin lim 2sin sin 2lim sin 2cos 1lim 0200===-→→→xx x x x x x x x x x .(8)n n n x2sin2lim ∞→(x 为不等于零的常数). 解 x x xx x nn n n n n =⋅=∞→∞→22sinlim 2sin 2lim .(9)xx x 1)21(lim +→;解[]2221022101)21(lim )21(lim )21(lim e x x x x x x x x x =+=+=+→⋅→→.(10)x x xx 2)1(lim +∞→;解 []222)11(lim )1(lim e xx x xx x x =+=+∞→∞→.5. 利用极限存在准则证明:(1)111lim =+∞→nn ; 证明 因为n n 11111+<+<, 而 11lim =∞→n 且1)11(lim =+∞→n n , 由极限存在准则I, 111lim =+∞→n n .(2)()11211lim 222=++⋅⋅⋅++++∞→πππn n n n n n ; 证明 因为()πππππ+<++⋅⋅⋅++++<+22222221 211n n n n n n n n n n , 而 1lim22=+∞→πn n n n , 1lim 22=+∞→πn n n ,所以 ()11211lim 222=++⋅⋅⋅++++∞→πππn n n n n n . (3)[]11lim 0=+→xx x . 证明 因为[]x x x 1111≤<-, 所以[]111≤<-x x x . 又因为11lim )1(lim 00==-++→→x x x , 根据夹逼准则, 有[]11lim 0=+→xx x .6. 无穷小概念题(1) 当x →0时, 2x -x 2 与x 2-x 3相比, 哪一个是高阶无穷小? 解 因为02lim 2lim202320=--=--→→xx x x x x x x x , 所以当x →0时, x 2-x 3是高阶无穷小, 即x 2-x 3=o (2x -x 2).(2) 当x →1时, 无穷小1-x 和(ⅰ)1-x 3, (ⅱ))1(212x -是否同阶?是否等价? 解 (ⅰ)因为3)1(lim 1)1)(1(lim 11lim212131=++=-++-=--→→→x x xx x x x x x x x , 所以当x →1时, 1-x 和1-x 3是同阶的无穷小, 但不是等价无穷小. (ⅱ) 因为1)1(lim 211)1(21lim 121=+=--→→x x x x x , 所以当x →1时, 1-x 和)1(212x -是同阶的无穷小, 而且是等价无穷小.7. 利用等价无穷小的性质, 求下列极限: 解 (1)2323lim 23tan lim 00==→→x x x x x x .(2) ⎪⎩⎪⎨⎧<∞>===→→mn m n m n x x x x mn x m n x 0 1lim )(sin )sin(lim00. (3)33001sin (1)tan sin cos limlim sin sin x x x x xx xx →→--= 2220011cos 12lim lim cos sin cos 2x x xx x x x x →→-===. (4)因为sin tan tan (cos 1)x x x x -=-22312tan sin~2()222x x x x x =--⋅=-, (x →0),211~3x (x →0)111~sin ~22x x (x →0),所以300212lim 31132x x x x x→→-==-⋅. 8. 下列函数在指出的点处间断, 说明这些间断点属于哪一类, 如果是可去间断点, 则补充或改变函数的定义使它连续: (1)23122+--=x x x y , x =1, x =2;解 )1)(2()1)(1(23122---+=+--=x x x x x x x y . 因为函数在x =2和x =1处无定义, 所以x =2和x =1是函数的间断点.因为∞=+--=→→231lim lim 2222x x x y x x , 所以x =2是函数的第二类间断点; 因为2)2()1(limlim 11-=-+=→→x x y x x , 所以x =1是函数的第一类间断点, 并且是可去间断点. 在x =1处, 令y =-2, 则函数在x =1处成为连续的.(2)x xy tan =, x =k π, 2ππ+=k x (k =0, ±1, ±2, ⋅ ⋅ ⋅); 解 函数在点x =k π(k ∈Z)和2ππ+=k x (k ∈Z)处无定义, 因而这些点都是函数的间断点. 因∞=→xxk x tan limπ(k ≠0), 故x =k π(k ≠0)是第二类间断点;因为1tan lim0=→xxx ,0tan lim2=+→x x k x ππ(k ∈Z), 所以x =0和2ππ+=k x (k ∈Z) 是第一类间断点且是可去间断点.令y |x =0=1, 则函数在x =0处成为连续的;令2 ππ+=k x 时, y =0, 则函数在2ππ+=k x 处成为连续的. (3) ,1cos 2x y = x =0;解 因为函数x y 1cos 2=在x =0处无定义, 所以x =0是函数xy 1cos 2=的间断点. 又因为xx 1cos lim 20→不存在, 所以x =0是函数的第二类间断点. (4) ⎩⎨⎧>-≤-=1 311x x x x y , x =1。
第1章-函数与极限-导学解答(10月18修改)(1)
lim
n
12 n3
lim
n
22 n3
lim
n
n2 n3
0 0 0 0 .
解:错误应用极限运算法则.
(1)
lim
x3
x
x
3
t
x
3 lim t0
t
t
3
lim
t0
1
3 t
二、相关知识
1.两个函数在什么情况下是相同的?(定义域与对应法则相同,函数相同) 2.说明反函数存在的条件,函数与其反函数的图形有何关系,举例说明求反函数的基本步骤; 3.叙述复合函数的定义,说明两个函数能复合的条件。 4.基本初等函数有哪些?什么是初等函数?
三、练习题
1.判断下列函数 f 与 g 是否为同一函数
(4)不可以,反例:{xn a 1011}
2.
判断数列{xn
sin n 8
, n } 的收敛性.
解: 此处考察的是收敛数列与其子数列间的关系.
在 {xn
sin
n 8
, n }
中取如下两个子列:
{sin 8k , k },即{sin 8 ,sin 16 ,,sin 8k ,} ,
8
8
8
8ห้องสมุดไป่ตู้
{sin (16k 4) , k },即{sin 20 ,sin 36 ,,sin (16k 4) ,},
x x0 时,有
f
x A
;
右极限的 - 定义:
lim
xx0
f
x A
0,
0, 当 x0
x x0 时,有
f
x A
;
函数 f x 在 x0 处的极限与左右极限的关系式:
【高等数学习题及解答】第一章 函数与极限
函数与极限
一、极限的求法
1 x
1.
(1) lim(1 kx) ( k 0为常数)
x 0
1 x ( 2) lim( ) 2 x 0 1 x
2
1 2 x sin x
1 x x sin x (3) lim x 1 x ( 4) lim
x 0
1 t an x 1 sin x x 2 ln( 1 x)
x x sin x sin x x cos x ln ln 2 sin x sin x x sin x lim lim lim 2 x 0 sin 2 x x 0 x 0 x 2x 1 sin x x cos x lim 3 x 0 2 x 1 cos x cos x x sin x lim 2 x 0 2 3x 1 1 sin x 1 lim 2 x 0 3 x 6 x sin 2 x lim e6 x 0 sin x
1 1
0 (4)思路分析:这是一道 综合题,且是 型极限, 0 运用洛必达法则去求解 。 t x 0 a t dt 条件 a x 解: lim lim =1 x 0 bx sin x x 0 b cos x
x 2 2
x2 lim 0, lim(b cos x) b 1 0, 即b 1 x 0 x 0 ax x t2 x2 0 a t dt a x 所以, lim lim x 0 bx sin x x 0 1 cos x 1 x2 1 x2 lim lim x 0 a x 1 cos x a x0 1 cos x 1 x2 2 lim 1,得a 4 a x 0 1 x 2 a 2 故a 4, b 1为所求。
第一章函数、极限与连续综合练习参考答案
1第一章 函数、极限与连续一、判断题 1 若 lim f x = A ,则 f x o 二 A ;xJ x o2、已知f x 0不存在,但lim f x 有可能存在; ^^03、若f x 0 0与f x 0 -0都存在,则lim f x 必存在;6、若f(x),g(x)在点x 0处均不连续,则f(x) g(x)在x 处亦不连续;( )7、 y =| x |在x = 0处不连续;8、 f (x)与X 。
处连续当且仅当f (x)在x 0处既左连续又右连续;( )9、 设y =f(x)在[a,b ]上连续,且无零点,则f (x)在[a,b ]上恒为正或恒为负;( ) 10、 设y=f(x)在(a,b)上连续,则f (x)在(a,b)内必有界;()1 •设f X 在R 上有定义,函数f x 在点X 0左、右极限都存在且相等是函数f x 在点X 。
连续的(C )A .充分条件 C •必要条件B .充分且必要条件 D .非充分也非必要条件lim 沁 X —•”x选择题4、22 •若函数f x 在某点x o 极限存在,则(C ) A • f x 在x o 的函数值必存在且等于极限值 B. f x 在X 。
函数值必存在,但不一定等于极限值 C. f x 在x o 的函数值可以不存在 D. 如果f X 。
存在的话,必等于极限值 3.数列0, 1,2,3,4,3456…是(B )A .以0为极限B . 以1为极限C .以“ 一2为极限n D . 不存在在极限14 . lim xsin ( C )A . ::B .不存在C . 1D . 02x5 . lim i 1=( A )xixA . e ,B .二C . 0D .-26 .无穷小量是(C )A .比零稍大一点的一个数B . 一个很小很小的数C .以零为极限的一个变量D .数零X 二 1■在R 上连续,则a 的值为(D )x 1C . -1D . -2xe8 .设 f (x )=」1a + x 要使f x 在x = 0处连续,则a 二A . 2B . 1C . 0D . -17.若函数f (x )=」x 2+a COS 让X,I . x 037 . lim 3n sin 二=x 。
第一章函数与极限习题参考解答
习题1-1 映射与函数 1、求下列函数的自然定义域: (1)211x x y --=(2))3arcsin(-=x y (3)xx y 1arctan 3+-= 解(1)由x ≠0且1-x 2≥0得函数的定义域D =[-1, 0)⋃(0, 1]. (2)由|x -3|≤1得函数的定义域D =[2, 4].(3) 由3-x ≥0且x ≠0得函数的定义域D =(-∞, 0)⋃(0, 3).2、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1x 和2x 的函数值:(1)3,6,sin ,212ππ====x x x u u y解y =sin 2x , 41)21(6sin 221===πy ,43)23(3sin 222===πy . (2)2,1,1,212==+==x x x u u y解 21x y +=, 21121=+=y , 52122=+=y (3)1,1,,212-====x x e u u y x解 y =e 2x , y 1=e 2⋅1=e 2, y 2=e 2⋅(-1)=e -2.习题1-2 数列极限 函数极限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{}n x 的变化趋势, 写出它们的极限:(1)n n x 21=(2)212n x n +=(3)11+-=n n x n (4)n n x nn1]1)1[(++-= 解(1) 当n →∞时, n n x 21=→0, 021lim =∞→n n .(2) 当n →∞时, 212n x n +=→2, 2)12(lim 2=+∞→nn .(3)当n →∞时, 12111+-=+-=n n n x n →0, 111lim =+-∞→n n n .(4)发散,因为当n 为偶数时,数列趋于2,而当n 为奇数时,数列趋于0。
2、求()()xx x x xx f ==ϕ, 当0→x 时的左、右极限,并说明它们在0→x 时的极限是否存在证明 (1)因为 11lim lim )(lim 00===---→→→x x x x x x f , 11lim lim )(lim 000===+++→→→x x x x x x f ,)(lim )(lim 0x f x f x x +→→=-, 所以极限)(lim 0x f x →存在.(2)因为1lim ||lim )(lim 00-=-==---→→→xx x x x x x x ϕ, 1lim ||lim )(lim 000===+++→→→x x x x x x x x ϕ,)(l i m )(l i m 0x x x x ϕϕ+→→≠-, 所以极限)(lim 0x x ϕ→不存在 3、用定义证明: 0sin lim=+∞→xx x分析 因为x x x x x 1|sin |0sin ≤=-. 所以要使ε<-0sin x x , 只须ε<x1, 即21ε>x .证明 因为∀ε >0, ∃21X ε=>, 当x > X 时, 有ε<-0sin x x , 所以0sin lim =+∞→xx x 。
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一、P21:1;51.设),(),(∞+∞=55--A,),【310-B =,写出 B A B A B A -=\,A B ,及)()\(\B A A B A A --=的表达式。
解:),5()3,(+∞-∞= BA)5,10[-=B A),5)10,(\+∞--∞=-=( B A B A)5,10[)()\(\--=--=B A A B A A5.下列各题中,函数)(x f 和)x g (是否相同?为什么?(1)x x g x x f lg 2)(,lg )(2==解:不同。
定义域不同,),0()0,(+∞-∞= f D),0(+∞=g D 。
(2)2)(,)(x x g x x f ==解:不同。
对应法则不同,即:值域不同。
),0[,+∞==g f R R R 。
(3)334)(xx x f -=,31)(-•=x x x g解:相同。
因为定义域和对应法(或值域)则相同。
(4)x x x g x f 22tan sec )(,1)(-==解:不同。
定义域不同,R D f =},1,0,2{ ±=+≠=k k x x D g ππ。
二、P21:4(1)、(3)、(5)、(7)、(9);6;7(2);P22:10(1)、(4)、(5);11(1)、(3)、(5);15(1)、(3);16.4.求下列函数的自然定义域:(1)23+=x y ;解:32023-≥⇒≥+x x 。
即:),32[+∞-=D 。
(3)211x x y --=; 解:⎩⎨⎧≤≤-≠⎩⎨⎧⇒≥-≠1100102x x x x 。
即:]1,0()0,1[ -=D 。
(5)x y sin =;解:0≥x 。
即:),0[+∞=D (7))3arcsin(-=x y ;解:42131≤≤⇒≤-≤-x x 。
即:]4,2[=D 。
(9))1ln(+=x y解:101->⇒>+x x 。
即:),1(+∞-=D6.设,3,3,0,sin )(ππϕ≥<⎩⎨⎧=x x x x 求)2(),4(),4(),6(--ϕπϕπϕπϕ,并作出函数的)(x y ϕ=图形解:32,34,34,36πππππππ≥-<-<<, 216sin 6==⎪⎭⎫⎝⎛∴ππϕ,224sin 4==⎪⎭⎫ ⎝⎛ππϕ,22)4sin(4=-=⎪⎭⎫ ⎝⎛ππϕ,0)2(=-ϕ。
图形略7.试证下列函数在指定区间内的单调性:(2)),0(,ln +∞+=x x y 。
证明:设210x x <<,则:)(ln )()ln ()ln ()()(2121221121<+-=+-+=-x x x x x x x x x f x f 即:)()(21x f x f <。
∴函数)(x f 在区间),0(+∞内单调递增。
10.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))1(22x x y -=;(4))1)(1(+-=x x x y (5)1cos sin +-=x x y 解:(1))()1(])(1[)()(2222x f x x x x x f =-=---=-∴)(x f 为偶函数。
(4))()1)(1()1)(1(]1)][(1))[(()(x f x x x x x x x x x x f -=+--=+----=+----=-∴)(x f 为奇函数。
(5))()(1cos sin 1)cos()sin()(x f x f x x x x x f -≠≠+--=+---=- ∴)(x f 既非偶函数又非奇函数。
11.下列函数中哪些是周期函数?对于周期函数,指出其周期: (1))2cos(-=x y:(3)x y πsin 1+=;(5)x y 2sin =。
解:(1)是周期函数,周期为π2;(3)是周期函数,周期为2;(5)是周期函数,周期为π。
15.设)(x f 的定义域]1,0[=D ,求下列各函数的定义域:(1))(2x f ;(3))0(),(>+a a x f解:(1)11102≤≤-⇒≤≤x x ,即:]1,1[-=D(3)a x a a x -≤≤-⇒≤+≤110,即:]1,[a a D --=16.设⎪⎩⎪⎨⎧>-=<=,1.1,1,0,1,1)(x x x x f xe x g =)(,求)]([x g f 和)]([x f g ,并作出这两个函数的图形。
解:⎪⎩⎪⎨⎧>-=<=⎪⎩⎪⎨⎧>-=<=⎪⎩⎪⎨⎧>-=<=0.10,00,11.11,01,11)(.11)(,01)(,1)]([x x x e e e x g x g x g x g f x xx⎪⎩⎪⎨⎧>=<==-,1.,1,1,1,)]([1)(x e x x e ex f g x f 图略。
三、P31 1(1)、(3)、(5)、(7);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{}n x 的变化趋势,写出它们的极限。
(1)n n x 21=; (3)212nx n +=;(5)nn n x )1(-=; (7)nn x n 1-=解:(1)收敛数列,极限为0;(3)收敛数列,极限为2。
(5)发散数列; (7)发散数列。
2.设数列{}n x 的一般项2cos 1πn n x n =。
问?lim =∞→n n x 求出 N ,使当N n >时,n x 与其极限之差的绝对值小于正数ε。
当001.0=ε时,求出数N 。
解:(1)0lim =∞→nn x ;(2),0>∀ε要使επ<≤-=-nn nx n 102cos 10,只要ε1>n ,取⎥⎦⎤⎢⎣⎡=ε1N 即可。
(3)当001.0=ε时,1000=N 。
四、P37:1;P38:2;3;4。
1.对图1-28所示的函数)(x f ,求下列极限,如极限不存在,说明理由。
(1))(lim 2x f x -→;(2))(lim 1x f x -→;(3))(lim 0x f x → 解:(1)0)(lim2=-→x f x(2)1-)(lim 1=-→x f x (3)1)1(lim )(lim )00(0-=-==---→→x x x f f1)1(lim )(lim )00(0===+++→→x x x f f )00(1-=-≠f∴)(lim 0x f x →不存在。
2.对图1-29所示的函数)(x f ,下列陈述中哪些是对的,哪些是错的?(1))(lim 0x f x →不存在;(2)0)(lim 0=→x f x ;(3)1)(lim 0=→x f x ; (4)0)(lim 1=→x f x ;(5))(lim 1x f x →不存在; (6)对每个),1,1(0-∈x )(lim 0x f xx →存在。
解:(1)错;(2)对;(3)错;(4)错;(5)对;(6)对。
3.对图1-30所示的函数,下列陈述中哪些是对的,哪些是错的? (1)1)(lim 1=+-→x f x ; (2))(lim 1x f x --→不存在;(3)0)(lim 0=→x f x ;(4)1)(lim 0=→x f x ;(5)1)(lim -1=→x f x ; (6)0)(lim 1=+→x f x ;(7)0)(lim -2=→x f x ;(8)0)(lim 2=→x f x 。
解:(1)对;(2)对;(3)对;(4)错;(5)对;(6)对;(7)对;(8)错。
4.求xx x x x x f ==)(,)(ϕ当0→x 时的左右极限,并说明它们在0→x 时的极限是否存在。
解: 11lim lim )(lim )00(000====----→→→x x x x xx f f11lim lim )(lim )00(000====++++→→→x x x x xx f f )00(-=f ,∴1)(lim 0=→x f x1)1(lim lim )(lim )00(000-=-=-==----→→→x x x x xx ϕϕ 11lim lim )(lim )00(000====++++→→→x x x x xx ϕϕ)00(1-=-≠ϕ∴)(lim 0x x ϕ→不存在。
五、P49:1(1)(3)(5)(7)(9)(11)(13);2;3。
1.计算下列极限:(1)3522lim -+→x x x ;(3)112221lim -+-→x x x x ;(5)h x h x h 220)(lim -+→;(7)12122lim ---∞→x x x x ; (9)4586224lim +-+-→x x x x x ;(11))2141211(lim n n ++++∞→ ;(13)35)3)(2)(1(lim nn n n n +++∞→解:(1)932543535lim lim lim lim lim2222222-=-+=-+=-+→→→→→x x x x x x x x x (3)11)1)(1()1(112lim lim lim 121221+-=+--=-+-→→→x x x x x x x x x x x 0111111lim lim lim lim 1111=+-=+-→→→→x x x x x x(5)hxh hx x h x h x h h 22202202)(lim lim-++=-+→→xx h x h x h h xh h h h h 2022)2(2lim lim lim lim 00020=+=+=+=+=→→→→ (7))112()11(121222222lim lim xx x x x x x x x x ---=---∞→∞→ 2100201)112()11(22lim lim =---=---=∞→∞→xx x x x (9))1)(4()2)(4(4586lim lim 4224----=+-+-→→x x x x x x x x x x321424)1()2(12lim limlim 444=--=--=--=→→→x x x x x x x(11)2211211211)2141211(lim lim ==--=++++∞→∞→n n n n(13)515)31)(21)(11(5)3)(2)(1(lim lim 3=+++=+++∞→∞→n n n n n n n n n 。
2.计算下列极限:(1)2232)2(2lim -+→x x x x ;(2)122lim +∞→x x x ;(3))12(3lim +-∞→x x x解:(1) 16)2(,0)2(23222lim lim =+=-→→x x x x x∴02)2(2322lim =+-→x x x x ,从而∞=-+→2232)2(2lim x x x x (2) 000)12(1222lim lim =+=+=+∞→∞→x x x x x x ∴∞=+∞→122limx xx (3) 0210112111213233limlim=•=+-•=+-∞→∞→xxx x x x x∴∞=+-∞→)12(3lim x x x 。