第十三章 多元函数的极限与连续性习题(学生用)
(NEW)华东师范大学数学系《数学分析》(第4版)(下册)笔记和课后习题(含考研真题)详解
目 录第12章 数项级数12.1 复习笔记12.2 课后习题详解12.3 名校考研真题详解第13章 函数列与函数项级数13.1 复习笔记13.2 课后习题详解13.3 名校考研真题详解第14章 幂级数14.1 复习笔记14.2 课后习题详解14.3 名校考研真题详解第15章 傅里叶级数15.1 复习笔记15.2 课后习题详解15.3 名校考研真题详解第16章 多元函数的极限与连续16.1 复习笔记16.2 课后习题详解16.3 名校考研真题详解第17章 多元函数微分学17.1 复习笔记17.2 课后习题详解17.3 名校考研真题详解第18章 隐函数定理及其应用18.1 复习笔记18.2 课后习题详解18.3 名校考研真题详解第19章 含参量积分19.1 复习笔记19.2 课后习题详解19.3 名校考研真题详解第20章 曲线积分20.1 复习笔记20.2 课后习题详解20.3 名校考研真题详解第21章 重积分21.1 复习笔记21.2 课后习题详解21.3 名校考研真题详解第22章 曲面积分22.1 复习笔记22.2 课后习题详解22.3 名校考研真题详解第23章 向量函数微分学23.1 复习笔记23.2 课后习题详解23.3 名校考研真题详解第12章 数项级数12.1 复习笔记一、级数的收敛性1.相关定义(1)给定一个数列{u n},对它的各项依次用“+”号连接起来的表达式u1+u2+…u n+… (12-1)称为常数项无穷级数或数项级数(也常简称级数),其中u n称为数项级数(12-1)的通项或一般项.数项级数(12-1)也常写作或简单写作∑u n.(2)数项级数(12-1)的前n项之和,记为 (12-2)称它为数项级数(12-1)的第n个部分和,也简称部分和.(3)若数项级数(12-1)的部分和数列{S}收敛于S(即),则称数项级数(12-1)收敛,称S为数项级数(12-1)的和,记作或S=∑u n.若{S n}是发散数列,则称数项级数(12-1)发散.2.重要定理。
关于高等数学函数的极限与连续习题精选及答案
关于高等数学函数的极限与连续习题精选及答案Company number:【0089WT-8898YT-W8CCB-BUUT-202108】1、函数()12++=x xx f 与函数()113--=x x x g 相同.错误 ∵当两个函数的定义域和函数关系相同时,则这两个函数是相同的。
∴()12++=x x x f 与()113--=x x x g 函数关系相同,但定义域不同,所以()x f 与()x g 是不同的函数。
2、如果()M x f >(M 为一个常数),则()x f 为无穷大.错误 根据无穷大的定义,此题是错误的。
3、如果数列有界,则极限存在.错误 如:数列()nn x 1-=是有界数列,但极限不存在4、a a n n =∞→lim ,a a n n =∞→lim .错误 如:数列()nn a 1-=,1)1(lim =-∞→n n ,但n n )1(lim -∞→不存在。
5、如果()A x f x =∞→lim ,则()α+=A x f (当∞→x 时,α为无穷小).正确 根据函数、极限值、无穷小量的关系,此题是正确的。
6、如果α~β,则()α=β-αo .正确 ∵1lim=αβ,是 ∴01lim lim =⎪⎭⎫⎝⎛-=-αβαβα,即βα-是α的高阶无穷小量。
7、当0→x 时,x cos 1-与2x 是同阶无穷小. 正确 ∵2122sin 412lim 2sin 2lim cos 1lim2022020=⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅⋅==-→→→x x x x x x x x x 8、 01sin lim lim 1sin lim 000=⋅=→→→xx x x x x x .错误 ∵xx 1sin lim 0→不存在,∴不可利用两个函数乘积求极限的法则计算。
9、 e x xx =⎪⎭⎫⎝⎛+→11lim 0.错误 ∵e x xx =⎪⎭⎫⎝⎛+∞→11lim10、点0=x 是函数xxy =的无穷间断点.错误=-→x x x 00lim 1lim 00-=--→x x x ,=+→x x x 00lim 1lim 00=+→xx x∴点0=x 是函数xx y =的第一类间断点.11、函数()x f x1=必在闭区间[]b a ,内取得最大值、最小值. 错误 ∵根据连续函数在闭区间上的性质,()x f x1=在0=x 处不连续∴函数()x f x1=在闭区间[]b a ,内不一定取得最大值、最小值二、填空题:1、设()x f y =的定义域是()1,0,则(1)()x e f 的定义域是( (,0)-∞ );(2)()x f 2sin 1-的定义域是( ,()2x x k x k k Z πππ⎧⎫≠≠+∈⎨⎬⎩⎭ );(3)()x f lg 的定义域是( (1,10) ).答案:(1)∵10<<x e (2)∵1sin 102<-<x(3)∵1lg 0<<x2、函数()⎪⎩⎪⎨⎧≤<-=<<-+=403000222x x x x x x f 的定义域是( (]4,2-).3、设()2sin x x f =,()12+=ϕx x ,则()[]=ϕx f ( ()221sin +x ).4、nxn n sin lim ∞→=( x ).∵x x nx n x n n x n x n n n n =⋅==∞→∞→∞→sinlim 1sin limsin lim 5、设()11cos 11211xx x f x x x x π-<-⎧⎪⎪=-≤≤⎨⎪->⎪⎩,则()10lim x f x →--=( 2 ),()=+→x f x 01lim ( 0 ).∵()1010lim lim (1)2x x f x x →--→--=-=,()()01lim lim 0101=-=+→+→x x f x x6、设()⎪⎩⎪⎨⎧=≠-=00cos 12x ax x x x f ,如果()x f 在0=x 处连续,则=a ( 21 ).∵21cos 1lim 20=-→x x x ,如果()x f 在0=x 处连续,则()a f xx x ===-→021cos 1lim 20 7、设0x 是初等函数()x f 定义区间内的点,则()=→x f x x 0lim ( ()0x f ).∵初等函数()x f 在定义区间内连续,∴()=→x f x x 0lim ()0x f8、函数()211-=x y 当x →( 1 )时为无穷大,当x →( ∞ )时为无穷小.∵()∞=-→2111limx x ,()011lim2=-∞→x x9、若()01lim2=--+-+∞→b ax x x x ,则=a ( 1 ),=b ( 21-). ∵()bax x x x --+-+∞→1lim2()()()bax x x bax x x b ax x x x +++-+++---+-=+∞→111lim222欲使上式成立,令012=-a ,∴1a =±, 上式化简为()()()2211212112lim lim lim1x x x bab ab x b ab a →+∞→+∞→+∞--++-++--+==+∴1a =,021=+ab ,12b =-10、函数()xx f 111+=的间断点是( 1,0-==x x ). 11、()34222+--+=x x x x x f 的连续区间是( ()()()+∞∞-,3,3,1,1, ).12、若2sin 2lim =+∞→xxax x ,则=a ( 2 ).()200lim sin 2lim sin 2lim =+=+=⎪⎭⎫ ⎝⎛+=+∞→∞→∞→a a x x a x x ax x x x ∴2=a 13、=∞→x x x sin lim ( 0 ),=∞→xx x 1sin lim ( 1 ),()=-→xx x 101lim ( 1-e ),=⎪⎭⎫⎝⎛+∞→kxx x 11lim ( k e ). ∵0sin 1lim sin lim=⋅=∞→∞→x x xx x x 111sinlim 1sin lim ==∞→∞→xx x x x x 14、limsin(arctan )x x →∞=( 不存在 ),lim sin(arccot )x x →+∞=( 0 )三、选择填空:1、如果a x n n =∞→lim ,则数列n x 是( b )a.单调递增数列 b .有界数列 c .发散数列2、函数()()1log 2++=x x x f a 是( a )a .奇函数b .偶函数c .非奇非偶函数∵()()11log 1)(log 22++=+-+-=-x x x x x f aa3、当0→x 时,1-x e 是x 的( c )a .高阶无穷小b .低阶无穷小c .等价无穷小4、如果函数()x f 在0x 点的某个邻域内恒有()M x f ≤(M 是正数),则函数()x f 在该邻域内( c )a .极限存在b .连续c .有界5、函数()x f x-=11在( c )条件下趋于∞+.a .1→xb .01+→xc .01-→x6、设函数()x f xxsin =,则()=→x f x 0lim ( c )a .1b .-1c .不存在∵1sin lim sin lim sin lim000000-=-=-=-→-→-→xxx x x x x x x 根据极限存在定理知:()x f x 0lim →不存在。
高三数学一轮理数 第十三章 第三节 函数的极限与连续性(课时提能精练) 全国版
(本栏目内容,学生用书中以活页形式单独装订成册!)一、选择题(每小题6分,共36分)1.(2008年江西)li m x →1 x +3-2x -1=( ) A.12B .0C .-12D .不存在【解析】 li m x →1 x +3-2x -1=li m x →1(x +3-2)(x +3+2)(x +1)(x -1)(x +1)(x +3+2)=li m x →1(x -1)(x +1)(x -1)(x +3+2)=li m x →1x +1x +3+2=1+11+3+2=24=12. 【答案】 A2.若li m x 2 x 2+ax -2x 2-4=P (P ∈R ,P 为常数),则α和P 的值分别为( )A .0,12B .1,34C.12,12 D .-1,34 【解析】 已知x =2是x 2+ax -2=0的根,则a =2-222=-1,故选D.【答案】 D3.设正数a ,b 满足li m x →2 (x 2+ax -b )=4,则li m x →∞ a n +1+abn +1a n -1+2b n等于( ) A .0 B.14C.12D .1 【解析】 由li m x →2 (x 2+ax -b )=4, 即22+2a -b =4 得2a =b ,代入可求得极限值为14.【答案】 B4.已知f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧2x +3,(x ≠1),2,(x =1),下面结论正确的是( )A .f (x )在x =1处连续B .f (1)=5C .li m x →1 f (x )=2D .li m x →1f (x )=5 【解析】 ∵f (1)=2,li m x →1 f (x )=5, ∴f (1)≠li m x →1f (x )排除A ,B ,∵li m x →1-f (x )=5,排除C ,故选D. 【答案】 D5.下列四个命题中,不正确的是( )A .若函数f (x )在x =x 0处连续,则li m x →x +0f (x )=li m x →x -0f (x )B .函数f (x )=x +2x 2-4的不连续点是x =2和x =-2C .若函数f (x )、g (x )满足li m x →∞[f (x )-g (x )]=0,则li m x →∞f (x )=li m x →∞g (x )D .li m x →1x -1x -1=12【解析】 若li m x →∞f (x )和li m x →∞g (x )都存在,则li m x →∞ [f (x )-g (x )]=li m x →∞f (x )-li m x →∞g (x )=0,∴li m x →∞f (x )=li m x →∞g (x ). 【答案】 C6. li m x →∞x 2-12x 2-x -1等于( ) A .0 B .1C.12D.23 【解析】 li m x →∞x 2-12x 2-x -1=li m x →∞(x +1)(x -1)(2x +1)(x -1)=li m x →∞x +12x +1=23.故选D. 【答案】 D二、填空题(每小题6分,共18分)7.若a >0,则li m x →∞ a x1+a x=________. 【解析】 当a >1时,原式=1;当0<a <1时,原式=0;当a =1时,原式=12.【答案】 0、1或128.若f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x 2-4x -2,A . (x ≠2)(x =2)在(-∞,+∞)内连续,则A =________.【解析】 li m x →2f (x )=li m x →2 x 2-4x -2=li m x →2(x +2)=4=f (2)=A . 【答案】 4 9.已知函数y =f (x )在点x =x 0处存在极限,且li m x →x +0 f (x )=a 2-2,li m x →x -0f (x )=2a +1,则函数y =f (x )在点x =x 0处的极限是________.【解析】 ∵y =f (x )在x =x 0处存在极限, ∴li m x →x +0 f (x )=li m x →x -0 f (x ),即a 2-2=2a +1.∴a =-1或a =3.∴li m x →x 0f (x )=2a +1=-1或7. 【答案】 -1或7三、解答题(10,11每题15分,12题16分,共46分)10.已知f (x )=2x +x -3(-1≤x ≤5). (1)求f (x )的最大值,最小值; (2)解方程f (x )=0.【解析】 (1)∵函数f (x )=2x +x -3在闭区间[-1,5]上连续且是增函数, ∴f (x )max =f (5)=25+5-3=34,f (x )min =f (-1)=2-1-1-3=-72.(2)∵f (x )为初等函数, ∴f (x )在[-1,5]上连续.∵f (-1)·f (5)=⎝⎛⎭⎫-72×34<0, ∴f (x )的图象在[-1,5]上与x 轴至少有一个交点. 又∵f (x )是[-1,5]上的单调函数,∴f (x )的图象在[-1,5]上只与x 轴有一个交点,即f (x )=0在[-1,5]上只有一个解, 通过分析观察,x =1是方程f (x )=0的解. 11.设f (x )=⎩⎪⎨⎪⎧x +a ,(x ≤0)x 2+1,(0<x ≤1)b x ,(x >1)问a ,b 为何值时,f (x )在定义区间内连续?【解析】 li m x →0- f (x )=li m x →0- (x +a ) =a =f (0).li m x →0+ f (x )=li m x →0+ (x 2+1)=1, ∴a =1时,f (x )在x =0处连续. li m x →1- f (x )=li m x →1- (x 2+1)=2=f (1), li m x →1+ f (x )=li m x →1+ bx=b . ∴b =2时,函数f (x )在x =1处连续,而初等函数在其定义域内均为连续函数, ∴当a =1,b =2时,f (x )在(-∞,+∞)内连续.12.已知函数f (x )=li m n →∞ x n1+x n,试求: (1)f (x )的定义域并画出f (x )的图象; (2)求li m x →-1-f (x ),li m x →-1+f (x ),li m n →-1f (x ); (3)f (x )在哪些点处不连续.【解析】 (1)当|x |<1即-1<x <1时,li m n →∞ x n 1+xn=0, 当x =-1时,li m n →∞x n1+x n 不存在, 当x =1时,li m n →∞x n 1+x n =12, 当|x |>1即x >1或x <-1时,li m n →∞ x n 1+x n =li m n →∞ 1⎝⎛⎭⎫1x n +1=1,∴f(x)=⎩⎪⎨⎪⎧0,-1<x<1,12,x=1,1,x>1或x<-1.∴定义域为(-∞,-1)∪(-1,+∞),图象如图所示:(2)li mx→-1-f(x)=li mx→-1-1=1,li mx→-1+f(x)=li mx→-1+0=0,li mx→-1f(x)不存在.(3)f(x)在x=-1及x=1处不连续,∵f(x)在x=-1处无意义,x=1时,li mx→1+f(x)=1,li m x→1-f(x)=0,即li mx→1f(x)不存在,∴f(x)在x=-1及x=1处不连续.。
高中数学练习题附带解析极限与连续函数的计算
高中数学练习题附带解析极限与连续函数的计算高中数学练习题附带解析:极限与连续函数的计算第一题:求以下函数在$x=0$处的右导数和左导数,判断该函数在$x=0$处是否连续。
$$f(x)=\begin{cases}x+1 &,x<0 \\x^2 &,x \geq 0\end{cases}$$解析:首先求该函数在$x=0$处的函数值$f(0)$,由于$x \geq 0$时,$f(x)=x^2$,因此$f(0)=0$。
其次,求该函数在$x=0$处的右导数和左导数。
当$x<0$时,$f(x)=x+1$,因此该函数在$x=0$处的左导数为$f'_{-}(0)=1$。
当$x>0$时,$f(x)=x^2$,因此该函数在$x=0$处的右导数为$f'_{+}(0)=0$。
由于$f'_{-}(0) \neq f'_{+}(0)$,因此该函数在$x=0$处不存在导数,所以该函数在$x=0$处不连续。
第二题:求以下函数在$x=1$处的极限。
$$f(x)=\begin{cases}x+1 &,x<1 \\x^2 &,x >1\end{cases}$$解析:该函数在$x=1$处的左极限为$$\lim_{x \to 1^{-}}f(x)=\lim_{x \to 1^{-}}(x+1)=2$$该函数在$x=1$处的右极限为$$\lim_{x \to 1^{+}}f(x)=\lim_{x \to 1^{+}}(x^2)=1$$由于左极限和右极限不相等,因此该函数在$x=1$处不存在极限。
第三题:求以下函数在$x \to +\infty$时的极限。
$$f(x)=\frac{3x^3+x^2+1}{5x^3-2x+1}$$解析:首先将分母的最高次幂提取出来,得到$$f(x)=\frac{3x^3+x^2+1}{5x^3-2x+1}=\frac{x^3(3+\frac{1}{x}+\frac{1}{x^3})}{x^3(5-\frac{2}{x^2}+\frac{1}{x^3})}$$当$x \to +\infty$时,$\frac{1}{x} \to 0$,$\frac{1}{x^2} \to 0$,$\frac{1}{x^3} \to 0$,所以$$\lim_{x \to +\infty}f(x)=\lim_{x \to+\infty}\frac{x^3(3+\frac{1}{x}+\frac{1}{x^3})}{x^3(5-\frac{2}{x^2}+\frac{1}{x^3})}=\frac{3}{5}$$因此,该函数在$x \to +\infty$时的极限为$\frac{3}{5}$。
函数极限与连续习题(含答案)
基本初等函数是实变量或复变量的指数函数、对数函数、幂函数、三角函数和反三角函数经过有限次四则运算及有限次复合后所构成的函数类。
函数的极限与连续训练题1、 已知四个命题:(1)若)(x f 在0x 点连续,则)(x f 在0x x →点必有极限(2)若)(x f 在0x x →点有极限,则)(x f 在0x 点必连续(3)若)(x f 在0x x →点无极限,则)(x f 在0x x =点一定不连续(4)若)(x f 在0x x =点不连续,则)(x f 在0x x →点一定无极限。
其中正确的命题个数是( B ) A 、1 B 、2 C 、3 D 、42、若a x f x x =→)(lim 0,则下列说法正确的是( C ) A 、)(x f 在0x x =处有意义 B 、a x f =)(0C 、)(x f 在0x x =处可以无意义D 、x 可以只从一侧无限趋近于0x3、下列命题错误的是( D )A 、函数在点0x 处连续的充要条件是在点0x 左、右连续B 、函数)(x f 在点0x 处连续,则)lim ()(lim 00x f x f x x x x →→= C 、初等函数在其定义区间上是连续的 D 、对于函数)(x f 有)()(lim 00x f x f x x =→ 4、已知x x f 1)(=,则xx f x x f x ∆-∆+→∆)()(lim 0的值是( C ) A 、21x B 、x C 、21x - D 、x - 5、下列式子中,正确的是( B )A 、1lim 0=→x xx B 、1)1(21lim 21=--→x x x C 、111lim 1=---→x x x D 、0lim 0=→x x x 6、51lim 21=-++→xb ax x x ,则b a 、的值分别为( A ) A 、67和- B 、67-和 C 、67--和 D 、67和7、已知,2)3(,2)3(-='=f f 则3)(32lim 3--→x x f x x 的值是( C ) A 、4- B 、0 C 、8 D 、不存在 8、=--→33lim a x ax a x ( D )A 、0B 、1C 、32aD 、323a9、当定义=-)1(f 2 时,xx x f +-=11)(2在1-=x 处是连续的。
关于高等数学函数极限与连续习题及答案
1、函数()12++=x xx f 与函数()113--=x x x g 相同.错误 ∵当两个函数的定义域和函数关系相同时,则这两个函数是相同的。
∴()12++=x x x f 与()113--=x x x g 函数关系相同,但定义域不同,所以()x f 与()x g 是不同的函数。
2、如果()M x f >(M 为一个常数),则()x f 为无穷大.错误 根据无穷大的定义,此题是错误的。
3、如果数列有界,则极限存在.错误 如:数列()n n x 1-=是有界数列,但极限不存在 4、a a n n =∞→lim ,a a n n =∞→lim .错误 如:数列()n n a 1-=,1)1(lim =-∞→n n ,但n n )1(lim -∞→不存在。
5、如果()A x f x =∞→lim ,则()α+=A x f (当∞→x 时,α为无穷小).正确 根据函数、极限值、无穷小量的关系,此题是正确的。
6、如果α~β,则()α=β-αo .正确 ∵1lim =αβ,是∴01lim lim =⎪⎭⎫⎝⎛-=-αβαβα,即βα-是α的高阶无穷小量。
7、当0→x 时,x cos 1-与2x 是同阶无穷小.正确 ∵2122sin 412lim 2sin 2lim cos 1lim2022020=⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅⋅==-→→→x x x x x x x x x 8、 01sin lim lim 1sin lim 000=⋅=→→→xx x x x x x .错误 ∵xx 1sin lim 0→不存在,∴不可利用两个函数乘积求极限的法则计算。
9、 e x xx =⎪⎭⎫⎝⎛+→11lim 0.错误 ∵e x xx =⎪⎭⎫⎝⎛+∞→11lim10、点0=x 是函数xx y =的无穷间断点.错误 =-→x x x 00lim1lim 00-=--→x x x ,=+→x x x 00lim 1lim 00=+→xx x ∴点0=x 是函数xxy =的第一类间断点.11、函数()x f x1=必在闭区间[]b a ,内取得最大值、最小值. 错误 ∵根据连续函数在闭区间上的性质,()x f x1=在0=x 处不连续∴函数()x f x1=在闭区间[]b a ,内不一定取得最大值、最小值二、填空题:1、设()x f y =的定义域是()1,0,则(1)()x e f 的定义域是( (,0)-∞ );(2)()x f 2sin 1-的定义域是( ,()2x x k x k k Z πππ⎧⎫≠≠+∈⎨⎬⎩⎭);(3)()x f lg 的定义域是( (1,10) ). 答案:(1)∵10<<x e (2)∵1sin 102<-<x(3)∵1lg 0<<x2、函数()⎪⎩⎪⎨⎧≤<-=<<-+=403000222x x x x x x f 的定义域是( (]4,2- ).3、设()2sin x x f =,()12+=ϕx x ,则()[]=ϕx f ( ()221sin +x ).4、nxn n sin lim ∞→=( x ).∵x x nx n xn n x n x n n n n =⋅==∞→∞→∞→sinlim 1sinlimsin lim 5、设()11cos 11211xx x f x x x x π-<-⎧⎪⎪=-≤≤⎨⎪->⎪⎩,则()10lim x f x →--=( 2 ),()=+→x f x 01lim ( 0 ). ∵()1010lim lim (1)2x x f x x →--→--=-=,()()01lim lim 0101=-=+→+→x x f x x6、设()⎪⎩⎪⎨⎧=≠-=00cos 12x ax x x x f ,如果()x f 在0=x 处连续,则=a ( 21 ).∵21cos 1lim 20=-→x x x ,如果()x f 在0=x 处连续,则()a f x x x ===-→021cos 1lim 20 7、设0x 是初等函数()x f 定义区间内的点,则()=→x f x x 0lim ( ()0x f ).∵初等函数()x f 在定义区间内连续,∴()=→x f x x 0lim ()0x f8、函数()211-=x y 当x →( 1 )时为无穷大,当x →( ∞ )时为无穷小.∵()∞=-→2111limx x ,()011lim2=-∞→x x9、若()01lim2=--+-+∞→b ax x x x ,则=a ( 1 ),=b ( 21-).∵()b ax x xx --+-+∞→1lim2()()()bax x x b ax x x b ax x x x +++-+++---+-=+∞→111lim 222欲使上式成立,令012=-a ,∴1a =±,上式化简为()()()2211212112lim lim lim 1x x x bab ab x b ab a →+∞→+∞--++-++--+==+∴1a =,021=+ab ,12b =-10、函数()xx f 111+=的间断点是( 1,0-==x x ). 11、()34222+--+=x x x x x f 的连续区间是( ()()()+∞∞-,3,3,1,1, ).12、若2sin 2lim =+∞→x xax x ,则=a ( 2 ). ()200lim sin 2lim sin 2lim =+=+=⎪⎭⎫ ⎝⎛+=+∞→∞→∞→a a x x a x x ax x x x ∴2=a 13、=∞→x x x sin lim ( 0 ),=∞→xx x 1sin lim ( 1 ), ()=-→x x x 101lim ( 1-e ),=⎪⎭⎫ ⎝⎛+∞→kxx x 11lim ( k e ). ∵0sin 1lim sin lim =⋅=∞→∞→x x xx x x 111sinlim1sin lim ==∞→∞→xx x x x x 14、limsin(arctan )x x →∞=( 不存在 ),lim sin(arccot )x x →+∞=( 0 )三、选择填空:1、如果a x n n =∞→lim ,则数列n x 是( b )a.单调递增数列 b .有界数列 c .发散数列 2、函数()()1log 2++=x x x f a 是( a )a .奇函数b .偶函数c .非奇非偶函数∵()()11log 1)(log 22++=+-+-=-x x x x x f aa3、当0→x 时,1-x e 是x 的( c )a .高阶无穷小b .低阶无穷小c .等价无穷小4、如果函数()x f 在0x 点的某个邻域内恒有()M x f ≤(M 是正数),则函数()x f 在该邻域内( c )a .极限存在b .连续c .有界5、函数()x f x-=11在( c )条件下趋于∞+. a .1→x b .01+→x c .01-→x6、设函数()x f xxsin =,则()=→x f x 0lim ( c )a .1b .-1c .不存在 ∵1sin lim sin limsin lim000000-=-=-=-→-→-→xx x x x xx x x根据极限存在定理知:()x f x 0lim →不存在。
函数中的极限与连续模拟试题
函数中的极限与连续模拟试题在数学学科中,函数的极限与连续是两个关键概念。
它们深刻地影响着数学的发展和应用。
本文将通过模拟试题的形式,深入探讨函数中的极限与连续,并从中理解它们在数学中的重要性和应用。
题目一:函数极限的计算考虑函数 f(x) = (3x^2 - 2x + 1) / (2x^2 + x - 1),求函数 f(x) 在x → ∞ 时的极限。
解析:根据函数 f(x) 的定义,当x → ∞ 时,高次项的影响逐渐显著,因此我们可以忽略掉低次项,即f(x) ≈ 3x^2 / 2x^2 = 3/2。
因此,函数f(x) 在x → ∞ 时的极限等于 3/2。
题目二:函数极限的证明证明:对于任意正实数ε,存在正实数δ,使得当 0 < |x - 2| < δ 时,有 |2 - x + 3x^2 - 4x^3| < ε。
解析:我们可以通过三角不等式的性质来证明上述结论。
首先,我们可以化简 |2 - x + 3x^2 - 4x^3| = |(2 - x) + x(3x - 1)(x - 1)|。
由于当 0 <|x - 2| < 1 时,有 |2 - x| ≤ 3,且 |x(3x - 1)(x - 1)| ≤ |x|×|3x - 1|×|x - 1| ≤|x|×(3 + 1)×1 = 4|x|。
因此,我们可以取δ = min{1, ε/7},当 0 < |x - 2| < δ 时,有 |2 - x + 3x^2 - 4x^3| < 3 + 4|x| < 3 + 4δ ≤ 3 + 4(ε/7) ≤ ε。
因此,我们证明了对于任意正实数ε,存在正实数δ,使得当 0 < |x - 2| < δ 时,有 |2 - x + 3x^2 - 4x^3| < ε。
题目三:函数连续性的探究考虑函数 g(x) = sqrt(x - 2) + 3 / (x - 2),讨论函数 g(x) 在 x = 2 处的连续性。
(完整版)高等数学函数的极限与连续习题精选及答案
1、函数()12++=x x x f 与函数()113--=x x x g 相同.错误 ∵当两个函数的定义域和函数关系相同时,则这两个函数是相同的。
∴()12++=x x x f 与()113--=x x x g 函数关系相同,但定义域不同,所以()x f 与()x g 是不同的函数。
2、如果()M x f >(M 为一个常数),则()x f 为无穷大. 错误 根据无穷大的定义,此题是错误的。
3、如果数列有界,则极限存在.错误 如:数列()nn x 1-=是有界数列,但极限不存在4、a a n n =∞→lim ,a a n n =∞→lim .错误 如:数列()nn a 1-=,1)1(lim =-∞→nn ,但n n )1(lim -∞→不存在。
5、如果()A x f x =∞→lim ,则()α+=A x f (当∞→x 时,α为无穷小). 正确 根据函数、极限值、无穷小量的关系,此题是正确的。
6、如果α~β,则()α=β-αo .正确 ∵1lim=αβ,是 ∴01lim lim =⎪⎭⎫⎝⎛-=-αβαβα,即βα-是α的高阶无穷小量。
7、当0→x 时,x cos 1-与2x 是同阶无穷小.正确 ∵2122sin 412lim 2sin 2lim cos 1lim2022020=⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅⋅==-→→→x x x x x x x x x 8、 01sin lim lim 1sin lim 000=⋅=→→→xx x x x x x .错误 ∵xx 1sin lim 0→不存在,∴不可利用两个函数乘积求极限的法则计算。
9、 e x xx =⎪⎭⎫⎝⎛+→11lim 0.错误 ∵e x xx =⎪⎭⎫⎝⎛+∞→11lim10、点0=x 是函数xxy =的无穷间断点.错误 =-→x x x 00lim 1lim 00-=--→x x x ,=+→x x x 00lim1lim 00=+→xx x ∴点0=x 是函数xxy =的第一类间断点.11、函数()x f x1=必在闭区间[]b a ,内取得最大值、最小值.错误 ∵根据连续函数在闭区间上的性质,()x f x1=在0=x 处不连续 ∴函数()x f x1=在闭区间[]b a ,内不一定取得最大值、最小值 二、填空题:1、设()x f y =的定义域是()1,0,则 (1)()xef 的定义域是( (,0)-∞ );(2)()x f 2sin 1-的定义域是( ,()2x x k x k k Z πππ⎧⎫≠≠+∈⎨⎬⎩⎭);(3)()x f lg 的定义域是( (1,10) ). 答案:(1)∵10<<xe (2)∵1sin 102<-<x (3)∵1lg 0<<x2、函数()⎪⎩⎪⎨⎧≤<-=<<-+=403000222x x x x x x f 的定义域是( (]4,2- ).3、设()2sin x x f =,()12+=ϕx x ,则()[]=ϕx f ( ()221sin +x ).4、nxn n sinlim ∞→=( x ).∵x x n x n x n n x n x n n n n =⋅==∞→∞→∞→sinlim 1sin limsin lim 5、设()11cos 11211xx x f x x x x π-<-⎧⎪⎪=-≤≤⎨⎪->⎪⎩,则()10lim x f x →--=( 2 ),()=+→x f x 01lim ( 0 ). ∵()1010lim lim (1)2x x f x x →--→--=-=,()()01lim lim 0101=-=+→+→x x f x x6、设()⎪⎩⎪⎨⎧=≠-=00cos 12x ax x x x f ,如果()x f 在0=x 处连续,则=a ( 21 ).∵21cos 1lim 20=-→x x x ,如果()x f 在0=x 处连续,则()a f xx x ===-→021cos 1lim 20 7、设0x 是初等函数()x f 定义区间内的点,则()=→x f x x 0lim ( ()0x f ).∵初等函数()x f 在定义区间内连续,∴()=→x f x x 0lim ()0x f8、函数()211-=x y 当x →( 1 )时为无穷大,当x →( ∞ )时为无穷小.∵()∞=-→2111limx x ,()011lim2=-∞→x x9、若()01lim2=--+-+∞→b ax x x x ,则=a ( 1 ),=b ( 21-). ∵()()b ax x x b ax x x x +++-+-+-=+∞→11lim 222()()()b ax x x b x ab x a x +++--++--=+∞→11211lim 2222欲使上式成立,令012=-a ,∴1a =±,上式化简为()()()2211212112lim lim lim1x x x bab ab x b ab a →+∞→+∞→+∞--++-++--+==+∴1a =,021=+ab ,12b =-10、函数()x x f 111+=的间断点是( 1,0-==x x ). 11、()34222+--+=x x x x x f 的连续区间是( ()()()+∞∞-,3,3,1,1, ).12、若2sin 2lim =+∞→xxax x ,则=a ( 2 ). ()200lim sin 2lim sin 2lim =+=+=⎪⎭⎫ ⎝⎛+=+∞→∞→∞→a a x x a x x ax x x x ∴2=a 13、=∞→x x x sin lim( 0 ),=∞→xx x 1sin lim ( 1 ), ()=-→xx x 11lim ( 1-e ),=⎪⎭⎫ ⎝⎛+∞→kxx x 11lim ( ke ). ∵0sin 1lim sin lim=⋅=∞→∞→x x xx x x 111sin lim1sin lim ==∞→∞→xx x x x x()[]1)1(110)(1lim 1lim --⋅-→→=-+=-e x x xx x x k kx x kxx e x x =⎥⎦⎤⎢⎣⎡+=⎪⎭⎫ ⎝⎛+∞→∞→)11(lim 11lim14、limsin(arctan )x x →∞=( 不存在 ),lim sin(arccot )x x →+∞=( 0 )三、选择填空:1、如果a x n n =∞→lim ,则数列n x 是( b )a.单调递增数列 b .有界数列 c .发散数列2、函数()()1log 2++=x x x f a 是( a )a .奇函数b .偶函数c .非奇非偶函数 ∵()()11log 1)(log 22++=+-+-=-x x x x x f aa()()x f x x a -=++-=1log 23、当0→x 时,1-xe 是x 的( c )a .高阶无穷小b .低阶无穷小c .等价无穷小4、如果函数()x f 在0x 点的某个邻域内恒有()M x f ≤(M 是正数),则函数()x f 在该邻域内( c )a .极限存在b .连续c .有界5、函数()x f x-=11在( c )条件下趋于∞+. a .1→x b .01+→x c .01-→x6、设函数()x f xxsin =,则()=→x f x 0lim ( c )a .1b .-1c .不存在 ∵1sin lim sin limsin lim000000-=-=-=-→-→-→xx x x x xx x x1sin lim sin lim 0000==-→+→xx x x x x 根据极限存在定理知:()x f x 0lim →不存在。
清华大学微积分A习题课1_多元函数极限、连续、可微及偏导)
1 ( x + y +1) x + y −1
= e2 ;
( x , y ) → (0,0)
lim ( x + y ) ln( x 2 + y 2 ) = 0.
x 2 + y 2 ln( x 2 + y 2 ) 。
提示:考虑不等式 0 ≤ ( x + y ) ln( x 2 + y 2 ) ≤ 2
y →0 x →0 x →0 y →0
x →0 y →0
例.3 f ( x, y ) =
x2 y 2 ,证明: lim lim f ( x, y ) = lim lim f ( x, y ) = 0 ,而二重极限 y →0 x →0 x →0 y →0 x 2 y 2 + ( x − y)2
lim f ( x, y ) 不存在。
证明: 存在 a > 0, b > 0, 使 a x ≤ f (x) ≤ bx . 证 明 : 由 (2) 知 f ( 0 ) = 0 满 足 不 等 式 ; 当 x ≠ 0 时 , 因 f 连 续 ,
x 属于有界闭集 x
{y |
x 有 界 且 可 取 到 最 大 值 和 最 小 值 。 从 而 存 在 a > 0, b > 0, 使 得 y = 1} , 故 f x
习题课(多元函数极限、连续、可微及偏导)
一.累次极限与重极限
1 1 x sin + y sin , x ⋅ y ≠ 0 y x 例.1 f ( x, y ) = 0, x⋅ y = 0
两个二次极限都不存在,但二重极限 lim f ( x, y ) = 0
x →0 y →0
第十三章多元函数的极限和连续性
第十三章 多元函数的极限和连续性§1、平面点集一 邻域、点列的极限定义1 在平面上固定一点()000,M x y ,凡是与0M 的距离小于ε的那些点M 组成的平面点集,叫做0M 的ε邻域,记为()0,O M ε。
定义2 设(),nn n Mx y =,()000,Mx y =。
如果对0M 的任何一个ε邻域()0,O M ε,总存在正整数N ,当n N >时,有()0,n M O M ε∈。
就称点列{}n M 收敛,并且收敛于M,记为0l i m nn MM→∞=或()()()00,,n n x y x y n →→∞。
性质:(1)()()0000,,,n n n n x y x y x x y y →⇔→→。
(2)若{}n M 收敛,则它只有一个极限,即极限是唯一的。
二 开集、闭集、区域设E 是一个平面点集。
1. 内点:设0M E ∈,如果存在0M 的一个δ邻域()0,O M δ,使得()0,O M E δ⊂,就称0M 是E 的内点。
2. 外点:设1M E ∉,如果存在1M 的一个η邻域()1,O M η,使得()1,O M E η⋂=Φ,就称1M 是E 的外点。
3. 边界点:设*M 是平面上的一点,它可以属于E ,也可以不属于E ,如果对*M 的任何ε邻域()*,O M ε,其中既有E 的点,又有非E 中的点,就称*M 是E 的边界点。
E 的边界点全体叫做E 的边界。
4. 开集:如果E 的点都是E 的内点,就称E 是开集。
5. 聚点:设*M 是平面上的一点,它可以属于E ,也可以不属于E ,如果对*M 的任何ε邻域()*,O M ε,至少含有E 中一个(不等于*M 的)点,就称*M 是E 的聚点。
性质:设0M 是E 的聚点,则在E 中存在一个点列{}n M 以0M 为极限。
6. 闭集:设E 的所有聚点都在E 内,就称E 是闭集。
7. 区域:设E 是一个开集,并且E 中任何两点1M 和2M 之间都可以用有限条直线段所组成的折线连接起来,而这条折线全部含在E 中,就称E 是区域。
函数极限与连续习题(含答案)
基本初等函数是实变量或复变量的指数函数、对数函数、幂函数、三角函数和反三角函数经过有限次四则运算及有限次复合后所构成的函数类。
函数的极限与连续训练题1、 已知四个命题:(1)若)(x f 在0x 点连续,则)(x f 在0x x →点必有极限(2)若)(x f 在0x x →点有极限,则)(x f 在0x 点必连续(3)若)(x f 在0x x →点无极限,则)(x f 在0x x =点一定不连续(4)若)(x f 在0x x =点不连续,则)(x f 在0x x →点一定无极限。
其中正确的命题个数是( B ) A 、1 B 、2 C 、3 D 、42、若a x f x x =→)(lim 0,则下列说法正确的是( C ) A 、)(x f 在0x x =处有意义 B 、a x f =)(0C 、)(x f 在0x x =处可以无意义D 、x 可以只从一侧无限趋近于0x3、下列命题错误的是( D )A 、函数在点0x 处连续的充要条件是在点0x 左、右连续B 、函数)(x f 在点0x 处连续,则)lim ()(lim 00x f x f x x x x →→= C 、初等函数在其定义区间上是连续的 D 、对于函数)(x f 有)()(lim 00x f x f x x =→ 4、已知x x f 1)(=,则xx f x x f x ∆-∆+→∆)()(lim 0的值是( C ) A 、21x B 、x C 、21x - D 、x - 5、下列式子中,正确的是( B )A 、1lim 0=→x xx B 、1)1(21lim 21=--→x x x C 、111lim 1=---→x x x D 、0lim 0=→x x x 6、51lim 21=-++→xb ax x x ,则b a 、的值分别为( A ) A 、67和- B 、67-和 C 、67--和 D 、67和7、已知,2)3(,2)3(-='=f f 则3)(32lim 3--→x x f x x 的值是( C ) A 、4- B 、0 C 、8 D 、不存在8、=--→33lim a x ax a x ( D )A 、0B 、1C 、32aD 、323a9、当定义=-)1(f 2 时,xx x f +-=11)(2在1-=x 处是连续的。
函数极限与连续的题(3篇)
第1篇一、引言函数极限与连续性是高等数学中研究函数性质的重要工具。
极限是研究函数在某一点附近变化趋势的方法,而连续性则是研究函数整体性质的方法。
一个函数如果在某一点连续,那么它在该点附近的变化是平滑的,没有突变。
二、函数极限与连续性的概念1. 极限函数极限的定义如下:设函数f(x)在点x=a的某邻域内有定义,如果当x趋向于a 时,f(x)的值无限接近于某常数L,那么称L为函数f(x)在点x=a的极限,记作lim[f(x)](x→a)=L。
2. 连续性函数连续性的定义如下:设函数f(x)在点x=a的某邻域内有定义,如果f(a)=lim[f(x)](x→a),那么称函数f(x)在点x=a处连续。
三、函数极限与连续性的性质1. 极限的性质(1)存在性:如果函数f(x)在点x=a的某邻域内有定义,那么函数f(x)在点x=a 的极限一定存在。
(2)唯一性:如果函数f(x)在点x=a的某邻域内有定义,那么函数f(x)在点x=a 的极限是唯一的。
(3)保号性:如果函数f(x)在点x=a的某邻域内有定义,且存在一个正常数M,使得当x∈(a-δ,a+δ)时,有|f(x)|≤M,那么函数f(x)在点x=a的极限存在,且其绝对值不超过M。
2. 连续性的性质(1)保号性:如果函数f(x)在点x=a处连续,那么当x∈(a-δ,a+δ)时,有f(x)≥M,那么f(a)≥M。
(2)保序性:如果函数f(x)在点x=a处连续,那么当x∈(a-δ,a+δ)时,有f(x)≤M,那么f(a)≤M。
(3)可加性:如果函数f(x)和g(x)在点x=a处连续,那么函数f(x)+g(x)在点x=a处连续。
(4)乘除性:如果函数f(x)和g(x)在点x=a处连续,且g(a)≠0,那么函数f(x)·g(x)和f(x)/g(x)在点x=a处连续。
四、题目及解答题目1:求函数f(x)=x²-3x+2在点x=2的极限。
解答:由函数极限的定义,我们需要证明当x趋向于2时,f(x)的值无限接近于f(2)。
高等数学教材第三版答案
高等数学教材第三版答案为了方便广大高等数学学习者更好地学习,我特意整理了高等数学教材第三版的答案,希望能对大家的学习有所帮助。
下面是对教材中各章节习题的答案解析。
第一章微分学1.1 函数与极限1.2 导数与微分1.3 微分中值定理与导数的应用第二章积分学2.1 定积分2.2 反常积分2.3 定积分的应用第三章无穷级数3.1 数项级数3.2 幂级数3.3 函数项级数第四章高次方程及其解法4.1 代数方程与代数方程的根4.2 高次代数方程的整数根与有理根4.3高次代数方程的正根与实根4.4高次代数方程的复根第五章傅立叶级数5.1 傅立叶级数的定义与性质5.2 奇延拓与偶延拓5.3 傅立叶级数的收敛性第六章偏微分方程6.1 偏导数与偏微分方程6.2 一阶线性偏微分方程6.3 高阶线性偏微分方程第七章多元函数微分学7.1 多元函数的极限与连续7.2 一阶偏导数与全微分7.3 高阶偏导数与多元函数微分学应用第八章向量代数与空间解析几何8.1 向量代数8.2 空间解析几何8.3 平面与直线的夹角与距离第九章多元函数积分学9.1 二重积分9.2 三重积分9.3 三重积分的应用第十章曲线积分与曲面积分10.1 第一类曲线积分10.2 第二类曲线积分10.3 曲面积分第十一章广义重积分与格林公式11.1 广义重积分11.2 格林公式及其应用11.3 闭曲线上格林公式的应用第十二章级数的一致收敛性12.1 函数项级数的一致收敛性12.2 幂级数的一致收敛性12.3 一致收敛性的应用第十三章线性代数初步13.1 行列式13.2 向量空间与线性方程组13.3 特征值与特征向量第十四章线性代数进阶14.1 线性空间与线性映射14.2 矩阵与线性映射14.3 特征多项式与相似矩阵注意:以上只是教材中各章节的题目答案简要解析,建议在学习过程中,除了参考答案之外,还需要仔细研读教材中的知识点,并通过大量的练习来巩固和加深理解。
函数的极限及函数的连续性典型例题
函数的极限及函数的连续性典型例题第一篇:函数的极限及函数的连续性典型例题函数的极限及函数的连续性典型例题一、重点难点分析:①此定理非常重要,利用它证明函数是否存在极限。
② 要掌握常见的几种函数式变形求极限。
③ 函数f(x)在x=x0处连续的充要条件是在x=x0处左右连续。
④ 计算函数极限的方法,若在x=x0处连续,则⑤ 若函数在[a,b]上连续,则它在[a,b]上有最大值,最小值。
二、典型例题例1.求下列极限①②③④解析:①。
②。
③。
④。
例2.已知,求m,n。
解:由可知x2+mx+2含有x+2这个因式,∴ x=-2是方程x2+mx+2=0的根,∴ m=3代入求得n=-1。
例3.讨论函数的连续性。
解析:函数的定义域为(-∞,+∞),由初等函数的连续性知,在非分界点处函数是连续的,又∴由从而f(x)在点x=-1处不连续。
∴ f(x)在(-∞,-1),(-1,+∞)上连续,x=-1为函数的不连续点。
,∴ f(x)在x=1处连续。
,例4.已知函数试讨论a,b为何值时,f(x)在x=0处连续。
,(a,b为常数)。
解析:∵且,∴,∴ a=1, b=0。
例5.求下列函数极限①②解析:①。
②。
例6.设解析:∵要使存在,只需,问常数k为何值时,有存在?。
,∴ 2k=1,故时,存在。
例7.求函数在x=-1处左右极限,并说明在x=-1处是否有极限?解析:由∵,∴ f(x)在x=-1处极限不存在。
,三、训练题:1.已知,则2.的值是_______。
3.已知,则=______。
4.已知5.已知,2a+b=0,求a与b的值。
,求a的值。
参考答案:1.32.3.4.a=2, b=-45.a=0第二篇:函数的极限和函数的连续性(本站推荐)第一部分高等数学第一节函数的极限和函数的连续性考点梳理一、函数及其性质1、初等函数幂函数:y=xa(a∈R)指数函数y=ax(a>1且a≠1)对数函数:y=logax(a>0且a≠1)三角函数:sin x , cos x , tan x , cot x反三角函数:arcsin x , arcos x , arctan x , arccot x2、性质(定义域、值域、奇偶性、单调性、周期性、有界性)【注】奇偶性、单调性相对考察的可能性打,但一般不会单独出题,常与其他知识点结合起来考察(比如与积分、导数结合)二、函数极限1.数列极限定义(略)收敛性质:极限的唯一性、极限的有界性、极限的保号性。
多元函数的极限与连续性
多元函数的极限与连续性在数学分析中,多元函数的极限与连续性是十分重要的概念,它们在研究函数性质和解决实际问题时起到了关键作用。
本文将对多元函数的极限与连续性进行详细探讨,并给出相应的定义和性质。
一、多元函数的极限对于一个函数f(x1, x2, ..., xn),当自变量(x1, x2, ..., xn)接近某一点(a1, a2, ..., an)时,如果函数值f(x1, x2, ..., xn)趋于某个常数L,那么我们就说f(x1, x2, ..., xn)在点(a1, a2, ..., an)处收敛于L,记作:lim(f(x1, x2, ..., xn)) = L (当(x1, x2, ..., xn) → (a1, a2, ..., an))多元函数的极限与一元函数的极限类似,但需要考虑多个自变量同时趋于某个特定值。
在计算多元函数极限时,可以使用极限的定义、夹逼定理、两个变量夹逼定理等方法。
多元函数的极限性质包括唯一性、局部有界性、局部保号性、极限的四则运算等。
这些性质的证明与一元函数类似,但需要注意多个变量同时进行推导。
二、多元函数的连续性多元函数的连续性是指函数在某一点处的极限与函数在该点处的函数值相等。
具体而言,对于函数f(x1, x2, ..., xn)在点(a1, a2, ..., an)处连续,需要满足以下条件:1. 函数在点(a1, a2, ..., an)存在;2. 函数在点(a1, a2, ..., an)的极限存在;3. 函数在点(a1, a2, ..., an)的极限等于函数在该点的函数值。
在多元函数中,我们可以使用分量函数的连续性来判断函数的连续性。
分量函数是将多元函数中的每个自变量固定,其他自变量视为参数得到的一元函数。
如果分量函数都连续,那么多元函数在该点处连续。
多元函数的连续性性质包括局部连续性、全局连续性、复合函数的连续性等。
这些性质的证明需要使用到一元函数连续性的基本性质,并进行适当的推导和运算。
多元函数的极限与连续习题
多元函数的极限与连续习题14?y)3x?2lim(。
1.用极限定义证明:2x?1y?)处的两个累次极限,并讨论在该点处的二重极限的存0,0讨论下列函数在(2. 在性。
y?x?y)f(x,;1)(y?x11nnsis?(x?y)if(x,y) (2) ;yx33yx??y)(x,f;(3) 2y?x1ni?ysf(x,y)。
(4) x22yx22)x?ylim(;(1)3. 求极限0?x0?y22yx?lim;)(2 220?x11?x?y?0?y1sin)x?ylim(;3()22y?x0x?0y?22)y?sin(xlim。
)(422y?x0?x0?y ln(1?xy)??x?0?y)xf(,在其定义域上是连续的。
试证明函数4. ?x?0?yx?214)??2ylim(3x。
1.用极限定义证明:2?x1?y x?2,y?1|x?2|?0,|y?1|?0,,不妨设因为5?|?4?|x?2|x?2|?|x?2?4|有,22|?12?2y22y?14|?|3x?x|3??3|x?2||x?2|?2|y?1|?15|x?2|?2|y?1|?15[|x?2|?|y?1|]???0,要使不等式2??1|]|y?x?15[|?2|?|3x?2y?14|成立??,1?min{},于是取30?????)x,y?(0???|y?|?1,||x?20???min{1,}:,,302?)12,,y)?((x?|?14x?2y|3,即证。
且,有2.讨论下列函数在(0,0)处的两个累次极限,并讨论在该点处的二重极限的存在性。
x?y?,y)(fx;(1)yx?x?yx?y?1limllimlimim??1,,yxy?x?0??x0y?00xy?二重极限不存在。
x?yx?y1?0lilimm??。
,或3?xx?yy0x?x0?xy?x?y211siny)sin)?(x?f(x,y;(2) yx110?|(x?y)sinsin|?|x|?|y|yxlim(|x|?|y|)?0limf(x,y)?0。
高数多元函数极限计算题
高数多元函数极限计算题.
参考内容:
1. 多元函数极限定义:对于任意正实数ε,存在正实数δ,使得当0<||(x,y)-(a,b)||<δ时,有|f(x,y)-L|<ε。
2. 多元函数极限与一元函数极限的关系:多元函数f(x,y)的极限存在,当且仅当对于每个自变量的取值x=f(x,y)在y=b的一元函数的极限都存在,且这些一元函数的极限都相等。
3. 多元函数两种重要极限存在的充分条件:
(1)极限存在的充分条件:若极限存在,则极限必须唯一。
(2)极限存在的充分条件:若对于任意路径,极限的值都相同,则极限必须存在。
4. 拉格朗日中值定理和柯西中值定理:这两个中值定理都能够在多元函数求极限过程中发挥重要作用。
5. 多元函数极限求解方法:
(1)直接代入法:当函数在极限点附近有定义时,直接按照极限定义代入求解。
(2)夹逼法:若通过夹逼法能够保证各路径分别趋近于极限值,则可用夹逼法求解。
(3)分量分离法:若能将多元函数分离成一元函数的形式,则可采取分量分离法求解。
(4)函数展开法:若能将多元函数展开成项数有限的一元函数序列,则可采取函数展开法求解。
6. 多元函数的连续性:若多元函数在一点处的极限值等于函数在该点的函数值,则称该函数在该点处连续。
若一个函数在其定义域中每一点都连续,则称其为连续函数。
多元函数的极限与连续习题
多元函数的极限与连续习题1. 用极限定义证明:14)23(lim 12=+→→y x y x 。
2. 讨论下列函数在(0,0)处的两个累次极限,并讨论在该点处的二重极限的存在性。
(1)yx y x y x f +-=),(;(2) yx y x y x f 1sin 1sin)(),(+=;(3) yx y x y x f ++=233),(;(4) xy y x f 1sin ),(=。
3. 求极限 (1)220)(lim 22y x x y x y +→→;(2)11lim222200-+++→→y x y x y x ;(3)22001sin)(lim yx y x y x ++→→;(4)222200)sin(lim y x y x y x ++→→。
4. 试证明函数⎪⎩⎪⎨⎧=≠+=00)1ln(),(x y x xxy y x f 在其定义域上是连续的。
1. 用极限定义证明:14)23(lim 212=+→→y x y x 。
因为1,2→→y x ,不妨设0|1|,0|2|<-<-y x ,有54|2||42||2|<+-≤+-=+x x x ,|22123||1423|22-+-=-+y x y x|1|2|2|15|1|2|2||2|3-+-<-++-≤y x y x x|]1||2[|15-+-<y x0>∀ε,要使不等式ε<-+-<-+|]1||2[|15|1423|2y x y x 成立取}1,30min{εδ=,于是0>∀ε, 0}1,30min{>=∃εδ,),(y x ∀:δδ<-<-|1|,|2|y x且 )1,2(),(≠y x ,有ε<-+|1423|2y x ,即证。
2. 讨论下列函数在(0,0)处的两个累次极限,并讨论在该点处的二重极限的存在性。
(1)yx yx y x f +-=),(;1limlim 00=+-→→y x y x y x , 1lim lim 00-=+-→→yx yx x y ,二重极限不存在。
多元函数极值典型例题
多元函数极值典型例题例1 求由方程 222224100x y z x y z ++−+−−=确定的函数 (,)z f x y =的极值.解 将方程两边分别对 ,x y 求偏导,得2224022240x x y y x zz z y zz z ′′+−−=⎧⎨′′+−−=⎩. 令0,0x y z z ′′==, 得 1,1x y ==−. 即驻点为(1,1)P −.又223(2)(1)1(2)2xxPPz y A z z z−++′′===−−,0xyPB z ′′==223(2)(1)1(2)2yyPPz y C z z z−++′′===−− 因2210, 2(2)AC B z z −=>≠−,故(,)P z f x y =取极值. 将1,1x y ==−代入 222224100x y z x y z ++−+−−=得122,6z z =−=.2z =−时, 11024A z ==>−,故(1,1)2z f =−=−为极小值; 6z =时,11024A z ==−<−,故 (1,1)6z f =−=为极大值. 例2 求函数221216z x y x y =+−+在有界闭域2225x y +≤的最大值和最小值.解 函数221216z x y x y =+−+在有界闭域 2225x y +≤上连续,故必在该区域上取得最大值和最小值.先求函数在区域 2225x y +<内的驻点.令2120, 2160z z x y x y∂∂=−==+=∂∂,6, 8x y ==−. 但 (6,8)不在区域 2225x y +≤内,故函数的最大值和最小值必在边界2225x y +=上取得.再求 221216z x y x y =+−+在边界 2225x y +=上的条件极值.设 2222(,,)1216(25)F x y x y x y x y λλ=+−+−+−.令 2221220(1)21620(2)250(3)x y F x x F y y F x y λλλ′=−−=⎧⎪′=+−=⎨⎪′=+−=⎩ 由(1)、(2)得 68,11x y λλ−==−−,代入(3)式,有 2268()()2511λλ−+=−−. 得121,3λλ=−=.可得驻点12(3,4),(3,4)P P −− 而(3,4)75,(3,4)125z z −=−−=. 故z 的最大值为125,z 的最小值为-75.例3 求内接于半径a 的球且有最大体积的长方体.解 设球面方程为2222x y z a ++=,(,,)x y z 是它的内接长方体在第一卦限内的一个顶点. 则此长方体的长、宽、高分别为2,2,2x y z . 体积为2228V x y z xyz =⋅⋅=本题是求V 在约束条件2222x y z a ++=下的极值. 作拉格朗日函数2222(,,)8()F x y z xyz x y z a λ=+++−令2222820(1)820(2)820(3)0(4)xyz F yz x F xz y F xy z x y z a λλλ⎧′=+=⎪⎪′=+=⎨′⎪=+=⎪++−=⎩由(1)、(2)、(3)得 4x y z λ===−,代入(4)得3x y z a ===.即有唯一驻点,,333a a a ⎛⎞⎜⎟⎜⎟⎝⎠,而由实际问题这种长方体的体积存在最大值,所以当长方体的长、宽、高都为3a 时,其体积最大. 例4 在椭圆2244x y +=上求一点,使其到直线2360x y +−=的距离最短.解 设(,)P x y 为椭圆上的任意一点,即有2244x y +=. P 到直线2360x y +−=的距离为d ,则d ==作拉格朗日函数2221(,,)(236)(44)13F x y x y x y λλ=+−++−. 令224(236)20136(236)8013440x y F x y x F x y y F x y λλλ⎧′=+−+=⎪⎪⎪′=+−+=⎨⎪⎪′=+−=⎪⎩解得12128855,3355x x y y ⎧⎧==−⎪⎪⎪⎪⎨⎨⎪⎪==−⎪⎪⎩⎩ 故128383(,),(,5555P P −−为两个驻点.由于1213P d ==,又由实际问题可知最短距离存在,因此点183(,55P 即为所求点. 13d =即为最短距离.例5 求函数 (,,)ln ln 3ln f x y z x y z =++在球面22225x y z r ++=(0,0,0)x y z >>>的最大值,并证明对任何正数,,a b c 成立不等式 53275a b c abc ++⎛⎞≤⎜⎟⎝⎠解 作拉格朗日函数2222(,,)ln ln 3ln (5)F x y z x y z x y z r λ=++−++−令 22221201203205x y z F x xF y y F z z F x y z r λλλλ⎧′=−=⎪⎪⎪′=−=⎪⎨⎪′=−=⎪⎪⎪′=++−⎩,即2222222120(1)120(2)320(3)50(4)x y z x y z r λλλ⎧−=⎪−=⎪⎨−=⎪⎪++−=⎩(1)+(2)+(3),得 2222()5x y z λ++=,得212r λ=. 将求得的λ的值分别代入(1)、(2)、(3)式,得驻点(,)r r .因在第一卦限内球面的三条边界上,函数(,,)f x y z 均趋向于-∞,故最大值必在曲面内部取得,而驻点又唯一,则在驻点(,)r r 处,(,,)f x y z 取得最大值,其值为5(,)ln ln 3ln )F r r r r =++=,则对任何0,0,0x y z >>>,有5ln ln 3ln )x y z ++≤,又22221()5r x y z =++,代入得5/222235x y z xyz ⎞++≤⎟⎠,得5222226275x y z x y z ⎛⎞++≤⎜⎟⎝⎠令222,,x a y b z c ===,得53275a b c abc ++⎛⎞≤⎜⎟⎝⎠。
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第十三章 多元函数的极限与连续性
§1. 平面点集
1.判别下列平面点集哪些是开集、闭集、有界集和区域,并分别指出它们的聚点:
(1)(){}2
,|E x y y x =<; (2)(){}2
2,|1E x y x
y =+≠;(3)(){},|0E x y xy =≠;
(4)(){},|0E x y xy ==;(5)(){},|02,222E x y y y x y =≤≤≤≤+;(6)()1,|sin
,0E x y y x x ⎧⎫
==>⎨⎬⎩⎭
;
(7)(){}2
2,|10,01E x y x
y y x =+==≤≤或; (8)(){},|,E x y x y =均为整数.
2.证明:平面点列{}n P 收敛的充要条件是:任给正数ε,存在正整数
N ,使得当n N >时,对一切正整数p ,都有(,)n n p P P ρε+<. (其中(,)n n p P P ρ+表,n n p P P +之间的距离)
§2. 多元函数的极限和连续性
1.求下列极限(包括非正常极限):
(1) 2200lim x y x y x y →→++; (2) ()332200
sin lim x y x y x y →→++;
(3)
2200
x y →→; (4) ()22
00
1
lim sin
x y x y x y
→→++;
(5) ()2
2
2
2
lim ln x y x y x y →→+; (6) 00lim cos sin x y
x y e e x y →→+-;
(7) 3
2
2
4200
lim
x y x y
x y →→+; (8) ()02
sin lim x y xy x →→; (9)
10
ln y x y x e →→+ (10) 12
1
lim
2x y x y →→-;
(11) 4400
1
lim x y xy x y →→++; (12) 2222001lim x y x y x y →→+++;
(13) (
)(
)
22
lim x y x y x y
e -+→+∞→+∞
+; (14) 2
22lim x x y xy x y →+∞
→+∞⎛
⎫
⎪+⎝
⎭.
2.讨论下列函数在()0,0点的二重极限和两个累次极限:
(1) ()2
22
,x f x y x y
=+; (2) ()()11,sin sin f x y x y x y =+;
(3) ()(),sin x y
e e
f x y xy -=; (4) ()()
22222
,x y f x y x y x y =+-;
(5) ()332,x y f x y x y +=+; (6) ()22
33
,x y f x y x y =+;
(7) ()()
4223
2
2
232,x x y xy f x y x
y
++=+; (8) ()()
44
3
2
4,x y f x y x
y
=
+.
3.用“εδ-”语言叙述(,)f x y 在00(,)x y 连续的定义.
4.讨论下列函数的连续范围:
(1) (
),f x y = (2) ()1
,sin sin f x y x y
=
;
(3) ()33
,x y f x y x y +=+; (4) ()()22
2222
, 0,, (0)0, 0,
p
x x y x y f x y p x y ⎧+≠⎪+=>⎨⎪+=⎩;
(5) ()()sin , 0,,0, 0;xy y f x y y
y ⎧≠⎪
=⎨⎪=⎩; (6) ()
2222sin 0,,0, 0;
xy x y f x y x y ⎧+≠=+=⎩;
(7) ()0, ,, x f x y y x ⎧=⎨⎩为无理数为有理数; (8) ()()2222222
ln , 0,
,0, 0;
y x y x y f x y x y ⎧++≠⎪=⎨+=⎪⎩.。