1-7两个重要极限练习题
1-7极限存在准则、两个重要极限
lim f ( x) A
x x0 ( x )
应用
1.求下列数列的极限
(1) xn 1 1 n
(2) xn 2 3
n n n
4
n n (3) xn 2 2 2 2n 1 2n 2 2n n
(4) xn (a1 a2 ak )n , ai 0(i 1,2,, k )
2
6
准则II : 单调有界数列必有极限 .
单调增加数列{xn }： 如果满足： x1 x2 xn xn1 单调减少数列{xn }：
如果满足： x1 x2 xn xn1
应用
证明 : lim(1 ) e
x 1 x x
7
1、证明 : lim(1 ) e
n n
lim xn a
n
准则I : 如果 (1)当x U 0 ( x0 , r )(或 x M )时, 有 g ( x ) f ( x ) h( x )
3
（2）lim g ( x) A, lim h( x) A
x x0 ( x ) x x0 ( x )
1 x x
2、 lim(
x
1 x 2 x x
)
9
课堂练习：
1、 lim(1 )
x
2 x x
2x 1
)
柯西(Cauchy)极限存在准则： 数列{xn }收敛 0, N 0, st : m N , n N 时, 有 xn xm
10
作业：P71 1(1)(4)(6) 2(2)(4) 4(2)(3)
11
极限存在准则
两个重要极限
1-7极限存在准则+两个重要极限
解
n n 1 1 , n n n2 1 n2 n n2 1
2
n 又 lim 2 lim n n n n
lim n n2 1 lim 1 1
1 1 1 n
பைடு நூலகம்
1,
单调数列
n
n
lim (
n
1 1 n2 1 n2 2
lim
x0
sin x 1 x
D
A
xn 是有界的 ;
lim x n 存在.
n
2 lim x n 1 lim ( 3 x n ), n n
设单位圆 O , 圆心角 AOB x , (0 x ) 2
2 xn1 3 x n , x n1 3 x n ,
lim
x2 0, x 0 2
lim(1 cos x ) 0,
x0
lim cos x 1,
x0
又 lim 1 1,
x0
lim
x 0
sin x 1. x
x x sin 2 1 2 2 lim 解 原式 lim x0 x2 2 x 0 x 2 ( ) 2 x sin 1 2 )2 1 2 lim( 1 2 x 0 x 2 2 1 . 2
1
2 0 lim (1 ) e .
某过程
3
作单位圆的切线，得ACO .
A 2 3 A,
解得 A
lim x n
n
1 13 . 2
1 13 1 13 (舍去) , A 2 2
扇形 OAB的圆心角为 x , OAB的高为 BD ,
1-7存在准则两个重要极限
例1 求 lim( 1 1 1 ).
n n2 1 n2 2
n2 n
解 n 1 1 n ,
n2 n n2 1
n2 n n2 1
又 lim n
n lim n2 n n
1 1 1 1,
n
lim n lim 1 1, 由夹逼定理得
n n2 1
n
1
1 n2
lim( 1 1 1 ) 1.
x [x]
x [x]
x [x]
lim (1 1 )[ x] x [x] 1
lim (1 1 )[ x]1 lim (1 1 )1 e,
x [x] 1
x [x] 1
lim (1 1 )x e.
x
x
令 t x,
lim (1 1 )x lim (1 1)t lim (1 1 )t
7、 lim(1 x )2x _________. x x
8、 lim(1 1 ) x _________.
x
x
二、求下列各极限:
1、 lim 1 cos 2x x0 x sin x
2、 lim(tan x)tan 2x x 4
3、 lim( x a ) x x x a
4、 lim( n2 1)n n n 1
sin x x tan x, 即 cos x sin x 1, x
上式对于 x 0也成立. 当 0 x 时,
2
2
0 cos x 1 1 cos x 2sin 2 x 2( x)2 x2 , 22 2
lim x2 0, lim(1 cos x) 0,
x0 2
2、 lim sin 2x __________. x0 sin 3x
3、 lim arc cot x __________.
数列极限的例题和习题
第1-7节 数列极限的例题和习题下面的例题和习题都是数列极限理论中的著名习题，初学者能够完全读懂其中例题的证明是不容易的，能够独立完成后面那些习题就更不容易.因此，你可以先粗读一下(因为不管你读懂多少，都暂时不会影响到你学习微积分)，有兴趣的读者等有空时或假期中再去细读它.读一读它，你会在做题方法上受到严格的训练.称一个数列),2,1( =n x n 为无穷小量，即lim 0n n x →∞=，用“N ε-”说法，就是它满足条件：称一个数列),2,1( =n x n 为无穷大量，即lim n n x →∞=∞，用“M N -”说法，就是它满足条件：特别，lim nx =+∞，就是它满足条件：而lim nn x →∞=-∞，就是它满足条件：无穷大量与无穷小量是两个对偶的概念，即当0(1,2,)n x n ≠= 时，若n x 是无穷大量，则1n x 是无穷小量；若n x 是无穷小量，则1nx 是无穷大量. 在第0章(看我做题)中，那些有关数列极限的习题，如果说可以凭借直觉和四则运算规则能够做出来的话，那么下面这些结论，就必须用“N -ε”说法才能够证明.你看一看其中的证明，可以学习到如何用“N -ε”说法做数列极限证明题的方法.例1 设有数列),2,1( =n x n .证明：若有极限n n x ∞→lim ，则算术平均值的数列12(1,2,)nn x x x y n n+++==也有极限且12limlim nn n n x x x x n→∞→∞+++= .证 设lim n n x a →∞=. 考虑1212()()()n n n x x x x a x a x a y a a n n+++-+-++--=-=任意给定正数ε. 因为lim n n x a →∞=，所以有正整数1N 使1||()2n x a n N ε-≤≥. 于是，第1章 函数的极限和连续函数25251212()()()n n n x x x x a x a x a y a a n n+++-+-++--=-= 11121()()()()()N N n x a x a x a x a x a n--+-++-+-++-=11211()()()(1)2N x a x a x a n N n n ε--+-++--+≤+⋅1121()()()2N x a x a x a n ε--+-++-≤+再取正整数1N N ≥足够大，使当N n ≥时，右边第一项也小于2ε. 这样，当N n ≥时，就会有||22n y a εεε-≤+=，即证明了有极限12limlim nn n n x x x a x n →∞→∞+++==请注意．．．：有极限12lim n n x x x n→∞+++ ，不一定有极限lim n n x →∞！考虑数列 1(1):1,0,1,0,1,0,,,2nn x --【应用】作为例1的应用，例如⑴ 1111123lim lim 0n n n n n →∞→∞++++== ； ⑵limlim 1n n →∞=. 例2 若),2,1(0 =>n x n 且有极限lim n n x →∞，则几何平均值的数列),2,1(21 ==n x x x z n n n也有极限且lim n n n x →∞=.证 根据极限单调性，必有lim 0n n x →∞≥. 首先设lim 0n n x →∞=，ε为任意给定的正数.先取正整数1N 使12()n x n N ηε≤=>，则1()2n N nn εηη-=→=→∞(你知道为什么吗？见第0章题33)因此，必有正整数1N N ≥，使当N n ≥ε≤，即0lim n n n x →∞==【注】假若你知道“几何平均值不超过算术平均值”的话, 根据例1的结论, 则有1200()nx x x n n+++→→∞26所以lim 0lim n n n x →∞==.其次，设lim 0n n x a →∞=>，ε为任意给定的正数(不妨认为1<ε).因为lim1nn x a→∞=，所以有正整数N 使11()nx n N aεε-≤≤+> 从而有(1)(1)n N n Nn n n z a εε---≤=≤+ 让∞→n ，则得1lim1nn z aεε→∞-≤≤+ (你知道为什么吗？见第0章题33)由于正数ε可以任意地小，故有lim 1n n za→∞=，即lim lim n n n a x →∞==【应用】作为上述结论的应用，若0(1,2,)n x n >= 且有极限1lim n n nxx +→∞，则也有极限nlim n 1limn n nx x +→∞=这是因为1(2)1lim lim n n n n n n n nx x x x +→∞→∞-==例 请你根据lim n 1limn n nx x +→∞=，求极限：⑴n (答案：e )； ⑵n (答案：e 4).例3 设有数列),2,1( =n x n .⑴ 若lim 0n n x →∞=，则必有单调增大数列n y ，使lim n n y →∞=+∞且lim()0n n n y x →∞=；⑵ 若lim n n x →∞=+∞，则必有单调减小数列n y ，使lim 0n n y →∞=且lim()n n n y x →∞=+∞.证 下面证明⑴.你可用类似的方法证明⑵.设lim 0n n x →∞=. 根据数列极限的定义，必有正整数1N 使11||()2n x n N ≤≥；同理，必有正整数12N N >使221||()2n x n N ≤≥. 一般地，必有正整数1k k N N +>使第1章 函数的极限和连续函数2727111(;1,2,)2n k k x n N k ++≤≥= 现在，当1n N <时，取0n y =；当12N n N ≤<时，取1=n y ；一般地，当1k k N n N +≤<时，取),2,1( ==k k y n .显然，数列n y 是单调增大的且lim n n y →∞=+∞； 另一方面，由于1||||||(;1,2,)2n n n n k k kky x y x N n N k +=≤≤<= 所以有0lim ||lim02n n kn k ky x →∞→∞≤≤=(见第0章题32)即lim()0n n n y x →∞=.【注】这里是根据数列极限的定义, 构造出了一个满足题中要求的数列n y .在数学中, 称这种证明方法为“构造性证明”.例4 海因定理(函数极限与数列极限的关系)(1)有极限lim ()x af x A →=的充分必要条件是：对于以a 为极限的任何数列()n x a ≠，都有极限lim ()n n f x A →∞=;(2)有极限lim ()x f x A →∞=的充分必要条件是：对于任何数列()n x n →∞→∞，都有极限lim ()n n f x A →∞=.证 为简单起见，下面证明结论(1).你可用类似的方法证明结论(2).设ε为给定的任意正数.若lim ()x af x A →=，则有正数δ，(※) 当0||x a δ<-≤时，有|()|f x A ε-≤又因为n x a ≠且lim n n x a →∞=，所以有正整数N ，当N n ≥时，0||n x a δ<-≤；根据结论(※)，|()|n f x A ε-≤即lim ()n n f x A →∞=.反之，设上面(1)中的条件满足.(反证法)假若A 不是函数()f x 在点a 的极限，用“δε-”的话说，就是：至少有一个正数0ε，不论取正数δ多么小，总有对应的点δx ，使 0||x a δδ<-≤，但0|()|f x A δε->.于是，当取正数1(1,2,)n n n δ== 时，就会有相对应的点),2,1( =n x n ，使10||n x a n<-≤，但0()0n f x A ε->>. 这说明，虽然有lim n n x a →∞=，但A 不是数列)(n x f 的极限，这与假设lim ()n n f x A →∞=矛盾.【注】海因定理就像是架在函数极限与数列极限之间的一座“桥梁”，沟通了两者之间的关系.因此，不仅可以把数列极限看作函数极限的特例，而且函数极限的某些结论，根据海因定理，28可以用数列极限的相应结论来证明.在有的微积分教科书中，先讲数列极限的理论，然后根据海因定理，把有关数列极限的结论转移到函数极限上.回答问题⑴ 一个数列),2,1( =n x n 的前面有限个项(如),,,21m x x x ，对该数列是否有极限或有极限时的极限值有影响吗？⑵ 正数数列的极限一定是正数吗？⑶若),2,1( =>n y x n n 且有极限n n x ∞→lim 与n n y ∞→lim ，则有>∞→n n x lim n n y ∞→lim 还是有n n n n y x ∞→∞→≥lim lim ？⑷ 有界数列一定有极限吗？无界数列一定没有极限吗？⑸ 若数列n x 和n y 都没有极限，那么数列)(n n y x +与n n y x 一定也没有极限吗？ ⑹ 若数列n x 有极限，而数列n y 没有极限，那么你对数列)(n n y x +是否有极限，可以做出什么结论？⑺ 若lim n n x c →∞=，则必有lim n n x c →∞=吗？反之如何？答案：⑴没有；⑵不一定，例如正数数列1n的极限是0；⑶n n n n y x ∞→∞→≥lim lim ；⑷有界数列不一定有极限，例如n n x )1(-=就没有极限；无界数列一定没有极限，因为有极限的数列是有界数列；⑸不一定，例如1)1(,)1(--=-=n n n n y x ，则)(n n y x +与n n y x 都有极限；⑹一定没有极限.(反证法)若)(n n y x +有极限，则n n n n x x y y -+=)(也有极限，与数列n y 没有极限矛盾.⑺是，因为||||n n x c x c -≤-；反之不成立.习题·提示和选解1.下面的习题都出现在第0章(看我做题)中，你不会做时，可去再看一下那里的做法.证明：⑴lim 1n →∞⎛⎫++= ； ⑵ {}b a b a nnnn ,max lim =+∞→(其中0,0>>b a )； ⑶ 1lim =∞→nn n ； ⑷lim 0!nn a n →∞=；⑸135(21)lim 0246(2)n n n →∞⋅⋅⋅⋅-=⋅⋅⋅⋅ ；⑹ lim 1n .2.证明：⑴ 211lim 36k nn k k n k =→∞==+∑； ⑵ 2311lim 39k n n k k n k=→∞==+∑；⑶lim 1k n n k =→∞==；⑷ lim 1k n n k =→∞==. 提示:用夹挤规则证.第1章 函数的极限和连续函数29293.证明：若lim n n x →∞=+∞，则也有12limnn x x x n→∞+++=+∞ .提示：参考例1的证明.4.设有lim ,lim n n n n x a y b →∞→∞==. 证明：1211limn n n n x y x y x y ab n -→∞+++=提示：设(lim 0),(lim 0)n n n n n n n n x a y b ααββ→∞→∞=+==+=，则1111()()k n k k n k n k k k n k x y a b ab a b αββααβ-+-+-+-+=++=+++于是，121111k nn n n k n k k x y x y x y x y =--+=+++=∑ 11111k nk nk nn k k k n k k k k nab a b βααβ===-+-+====+++∑∑∑5.设0(1,2,)n y n >= 且12()n n y y y s n +++=→+∞→∞ .证明：若有极限lim n n x →∞，则也有极限112212limlim n nn n n n x y x y x y x y y y →∞→∞+++=+++提示：设lim n n x c →∞=，则(lim 0)n n n n x c αα→∞=+=. 于是，11221112()k nk n k kk kn nk k nnnx y c y x y x y x y y y y s s α====++++==+++∑∑ 1k nk kk ny c s α===+∑6.设0(1,2,)n y n >= 且12()n n y y y s n +++=→+∞→∞证明：若有极限limnn nx y →∞，则也有极限 1212limlim n n n n n nx x x xy y y y →∞→∞+++=+++提示：用n n x y 替换上一题中的n x .7.施笃兹(Stolz)定理 若数列n x 与n y 满足条件： (i)-<<<<< 121n n y y y y , 且lim n n y →∞=+∞;(ii)有极限11lim n n n n n x x y y -→∞---;则也有极限limn n nx y →∞，且11lim lim n n n n n n n n x x x y y y -→∞→∞--=-.证 令111,(2,)n n n z y z y y n -==-= ，则0(2)n z n >≥且3012()n n n s z z z y n =+++=→+∞→∞再令111,(2,3,)n n n w x w x x n -==-= ，则1212n nn n w w w x z z z y +++=+++ （※） 根据假设条件(ii)，有极限lim n n nw z →∞11lim n n n n n x x y y -→∞--=-，而根据上式(※)和题6，则有极限121121lim lim lim lim n n n nn n n n n n n n n n x w w w w x x y z z z z y y -→∞→∞→∞→∞-+++-===+++- 【注】作为施笃兹定理的应用，则有112limp p pp n n n +→∞+++ (p 为正整数)11lim (1)p p p n n n n ++→∞=-- 1111lim(1)(1)(1)2!pn p p p p p n p p n n p n n →∞++-+=+⎡⎤--++-+-⎢⎥⎣⎦11p =+ 8.设有数列(1,2,)n x n = .证明：若2lim()0n n n x x -→∞-=，则1lim0n n n x x n-→∞-=证 设ε为任意给定的正数.因为2lim()0n n n x x -→∞-=，所以有正整数K ，使22n n x x ε--≤（n K ≥）于是，当n K ≥时，1212()()n n n n n n x x x x x x -----=---[]21323()(1)()()n n n n n n x x x x x x -----=-+----221323()(1)()(1)()n n n n n n x x x x x x -----=-+--+--213()(1)()n n n n x x x x ---=-+--[]22434(1)()()n n n n x x x x ----+---- 221324()(1)()(1)()n n n n n n x x x x x x -----=-+--+--+1111(1)()(1)()n K n K K K K K x x x x ---+--+--+--因此，当n K ≥时，11()2n n K K x x n K x x ε---≤-+-，从而有11122n n K K K K x x x x x x n K n n n nεε-------≤+≤+()n K ≥ 再取正整数N ()K ≥足够大，使当n N ≥时，12KK x x n ε--≤. 于是，当n N ≥()K ≥时， 11222n n K K x x x x n n εεεε----≤+≤+= 即1lim 0n n n x x n-→∞-=.第1章 函数的极限和连续函数 31319.若正项级数1(0)n n n n x x =∞=≥∑收敛，且通项n x 单调减小，证明lim 0n n n x →∞=.证 因为1(0)n n n n x x =∞=≥∑收敛，所以余和120()m m m r x x m ++=++→→∞ (见下注)对于m n >，由于通项n x 单调减小，所以有12()n m m n m n m x x x x r ++-≤+++≤ ，即 ()mn r x n m n m≤>- 于是，当m n 2≥时，02()222n m m m m n n nn x r r r r n n n n m m ≤≤=≤=-+-任意给定正数ε，先取m 足够大，使2m r ε≤，再取正整数m N 2≥，则当N n ≥时，02n m n x r ε≤≤≤即lim 0n n n x →∞=【注】设级数1n n n x s =∞==∑，余和12,m m m m r x x s s ++=++=- 则lim lim 0m m m m r s s s s →∞→∞=-=-=在求方程的近似解时，常常会得到叠代数列（逐次逼近数列）.当它收敛时，它能够逐步接近精确解.因此，就需要研究叠代数列的收敛性（不必求出数列的极限值），有时还可以进一步求出叠代数列的极限值.例如，10.研究数列n x 的收敛性.若收敛，试求极限lim n n x →∞.⑴ 设0x a =和1x b =为已知实数.令11(1,2,)2n nn x x x n -++== 解 0101211(1)222x x x x b ax x x +---=-==-， 121232222x x x x x x x +--=-=22(1)2b a-=-，323234333(1)222x x x x b ax x x +---=-==-，一般地， 111(1)2n n n n b a x x -----=-. 将以上这些等式依次相加，则得3223112311(1)(1)(1)()2222n n n x x b a --⎡⎤-----=++++-⎢⎥⎣⎦111(1)11(1)11222222()()()()33131222n n n nb a b a b a a b -------⋅+=-=--→--=--⎛⎫- ⎪⎝⎭即1lim()3n n a bx x →∞--=. 因此， 12lim 333n n a b a b a bx x b →∞--+=+=+=⑵ 设10x c =>. 13(1)(1,2,)3n n nx x n x ++==+提示:一方面，103(1,2,)n x n +<<= ；另一方面，对于任何2n ≥，111113(1)3(1)6()33(3)(3)n n n n n n n n n n x x x x x x x x x x --+--++--=-=++++ 即1()n n x x +-与1()n n x x --具有相同的符号.因此，数列(2)n x n ≥是单调增大或单调减小的有界数列.答案：lim n n x →∞=⑶ 设实数0c ≥.211,(1,2,)222nn x c c x x n +==+= 提示:首先指出，假如有极限lim n n x a →∞=，在2122nn x c x +=+两端取极限，则得二次方程220a a c -+=解得1a =因此，当1c >时，数列n x 没有极限.剩下来就是讨论01c ≤≤的情形.在这种情形下，01(1,2,)n x n ≤≤= 且1(1,2,)n n x x n +≥=.答案：lim 1n n x →∞=-11.设0b a >>. 数列n x 和(1,2,)n yn = 由下式所确定：1111,,2n nn n x y x a y b x y +++====证明它们有公共极限lim lim (,)n n n n x y a b μ→∞→∞== [称它为数a 和b 的算术-几何平均数]证 因为0ba >>，所以21x a x ====， 1121222x y a b b by b y +++==<==第1章 函数的极限和连续函数 33332a b+<，因此得1221x x y y <<<. 我们用相同的方法，可以证明一般的不等式 11(1,2,)n n n n x x y y n ++<<<=根据单调有界原理，有极限lim n n x α→∞= 和 lim n n y β→∞=在12n n n x y y ++=两端让n →∞，则得2αββ+=. 因此，αβ=，即 lim lim n n n n x y αβ→∞→∞===我们就把这个公共极限值记成(,)a b μ.【注】德国数学家高斯(Gauss)求出了这个极限值(,)a b μ，即(,)a b μ2Gπ=，其中2G x π=⎰（椭圆积分,见第6章）12.证明数列1n x =+- 有极限.证 根据单调有界原理，只要证明它是单调减小有下界就行了.事实上，11n n x x +⎛-=+++- ⎝1⎛-++- ⎝2=--0=<即1(1,2,)n n x x n +<= .其次，因为)2(1,2,)k k =<= ，所以22,2<<把这些同向不等式依次相加，则得不等式12++> 因此，()12n x =++-222>->-13.证明：数列1111ln (1,2,3,)23n x n n n=++++-=有极限.此时，设lim n n x C →∞=，则34 1111ln (lim 0)23n n n n x n C n εε→∞=++++-=+= 因此， 1111ln (lim 0)23n n n n C n εε→∞++++=++= 其中常数C 称为“欧拉常数”.证 我们要证明数列n x 单调减小且0(1,2,)n x n >= .事实上，11111ln 23n n x x n n +⎛⎫-=++++- ⎪⎝⎭ 1111ln(1)231n n ⎛⎫-++++-+ ⎪+⎝⎭111ln(1)ln ln 1011n n n n n ⎛⎫=+--=+-> ⎪++⎝⎭（见第1-6节） 即1(1,2,)n n x x n +>= . 另一方面，根据[]111111111ln(1)ln(1)ln 23k n k n k n k k k k k n k k ======++++=>+=+-∑∑∑ ln(1)ln n n =+> [11ln 1k k ⎛⎫≥+ ⎪⎝⎭,见第1-6节] 则有0(1,2,)n x n >= . 根据单调有界原理，必有极限lim n n x C →∞=. 14.证明：[]lim sin (2e !)2n n n →∞π=π. 证 因为1111e 11!2!3!!!n n n nθ=++++++ (01)n θ<<，所以 111111e 11!2!3!!(1)!(1)!(1)n n n n n θ+=++++++++++ 1(01)n θ+<< 因此，121111!e !11!2!!1(1)n n n n n n θ+⎡⎤⎛⎫=++++++⎢⎥ ⎪++⎝⎭⎣⎦ 上式右端第一项是正整数，而第二项1211(1)n n R n n θ+=+++满足lim 0,n n R →∞=lim()1n n nR →∞=.注意到sin x 是以2π为周期的周期函数，所以[][]lim sin(2e !)lim sin(2)n n n n n n R →∞→∞π=πsin 22lim 2n n n n R nR R →∞⎡⎤π=π⎢⎥π⎣⎦2=π [注意，lim()1n n nR →∞=，0sin lim 1x x x→=]。
两个重要极限练习题(供参考)
1-7 两个重要极限练习题教学过程：引入：考察极限xx x sin lim 0→当x 取正值趋近于0时，x x sin →1，即+→0lim x xx sin =1；当x 取负值趋近于0时，-x →0, -x >0, sin(-x )>0．于是)()sin(limsin lim 00x x x x x x --=+-→-→． 综上所述，得一．1sin lim0=→x xx ．1sin lim 0=→xxx 的特点：(1)它是“00”型，即若形式地应用商求极限的法则，得到的结果是0；(2)在分式中同时出现三角函数和x 的幂．推广 如果ax →lim ϕ(x )=0,(a 可以是有限数x 0, ±∞或∞)，则 ax →lim()[]()x x ϕϕsin =()()[]()x x x ϕϕϕsin lim 0→=1．例1 求xxx tan lim0→．解 x x x tan lim 0→=111cos 1lim sin lim cos 1sin lim cos sin lim 0000=⋅=⋅=⋅=→→→→xx x x x x x x x x x x x ．例2 求x xx 3sin lim 0→．解 x x x 3sin lim 0→=3sin lim 3)3(33sin 3lim 00==→→ttt x x x t x 令．例3 求20cos 1lim x xx -→．解 20cos 1limx xx -→=2122sin22sin 21lim )2(22sin lim 2sin 2lim0220220=⋅⋅==→→→x xx x x x x x x x x ．例4 求xxx arcsin lim0→．解 令arcsin x =t ，则x =sin t 且x →0时t →0．所以x x x arcsin lim0→=1sin lim 0=→ttt ．例5 求30sin tan lim xxx x -→． 解 30sin tan lim x x x x -→=3030cos cos 1sin lim sin cos sin lim xx xx x x x x x x -⋅=-→→ =21cos 1lim cos 1lim sin lim2000=-⋅⋅→→→xx x x x x x x ． 考察极限e xx x =+∞→)11(lim当x 取正值并无限增大时，x x )11(+是逐渐增大的，但是不论x 如何大，x x )11(+的值总不会超过3．实际上如果继续增大x ．即当x →+∞时，可以验证x x)11(+是趋近于一个确定的无理数e ＝2.8...．当x →-∞时，函数x x)11(+有类似的变化趋势，只是它是逐渐减小而趋向于e ．综上所述，得二．x x x)11(lim +∞→=e ．xx x)11(lim +∞→=e 的特点：（１）lim(1+无穷小)无穷大案；（２）“无穷小”与“无穷大”的解析式互为倒数．推广 （１）若ax →lim ϕ(x )= ∞,(a 可以是有限数x 0, ±∞或∞)，则 ()[])()()(11lim ))(11(lim x x x ax x x ϕϕϕϕϕ+=+∞→→=e ；（２）若ax →lim ϕ(x )=0,(a 可以是有限数x 0, ±∞或∞)，则[()]()[()])(10)(11lim1lim x x x ax x x ϕϕϕϕϕ+=+→→=e ．变形 令x1=t ，则x →∞时t →0，代入后得到 ()e t t t =+→101lim ．如果在形式上分别对底和幂求极限，得到的是不确定的结果1∞，因此通常称之为1∞不定型．例6 求x x x)21(lim -∞→．解 令－x 2=t ，则x =－t2．当x →∞时t →0，于是 x x x)21(lim -∞→=21020])1(lim [)1(lim -→-→+=+t t t t t t =e –2．例7 求xx x x )23(lim --∞→．解 令x x --23=1+u ，则x =2－u1．当x →∞时u →0， 于是 xx xx )23(lim --∞→=])1()1[(lim )1(lim 210120u u u u u u u +⋅+=+-→-→=])1(lim [])1(lim [2011u u u uu +⋅+→-→=e -1．例8 求x x x cot 0)tan 1(lim +→．解 设t =tan x ，则t1＝cot x ． 当x →0时t →0，于是 x x x cot 0)tan 1(lim +→=tt t 10)1(lim +→=e ．小结：两个重要极限在求极限过程中有着很重要的作用，特别要注意其变式。
(完整版)1-7两个重要极限练习题
1-7 两个重要极限练习题教学过程：引入：考察极限xx x sin lim 0→当x 取正值趋近于0时，x x sin →1，即+→0lim x xx sin =1；当x 取负值趋近于0时，-x →0, -x >0, sin(-x )>0．于是)()sin(lim sin lim 00x x x x x x --=+-→-→． 综上所述，得一．1sin lim0=→x xx ．1sin lim 0=→xxx 的特点：(1)它是“00”型，即若形式地应用商求极限的法则，得到的结果是0；(2)在分式中同时出现三角函数和x 的幂．推广 如果ax →lim ϕ(x )=0,(a 可以是有限数x 0, ±∞或∞)，则 ax →lim()[]()x x ϕϕsin =()()[]()x x x ϕϕϕsin lim 0→=1．例1 求xxx tan lim0→．解 x x x tan lim 0→=111cos 1lim sin lim cos 1sin lim cos sin lim 0000=⋅=⋅=⋅=→→→→xx x x x x x x x x x x x ．例2 求x xx 3sin lim 0→．解 x x x 3sin lim 0→=3sin lim 3)3(33sin 3lim 00==→→ttt x x x t x 令．例3 求20cos 1lim xxx -→． 解 20cos 1limx xx -→=2122sin22sin 21lim )2(22sin lim 2sin 2lim0220220=⋅⋅==→→→x xx x x x x x x x x ．例4 求xxx arcsin lim0→．解 令arcsin x =t ，则x =sin t 且x →0时t →0． 所以x x x arcsin lim0→=1sin lim 0=→ttt ．例5 求30sin tan lim xxx x -→． 解 30sin tan lim x x x x -→=3030cos cos 1sin lim sin cos sin lim xx xx x x x x x x -⋅=-→→ =21cos 1lim cos 1lim sin lim2000=-⋅⋅→→→xx x x x x x x ． 考察极限e xx x =+∞→)11(lim当x 取正值并无限增大时，x x )11(+是逐渐增大的，但是不论x 如何大，x x )11(+的值总不会超过3．实际上如果继续增大x ．即当x →+∞时，可以验证x x)11(+是趋近于一个确定的无理数e ＝2.718281828...．当x →-∞时，函数x x)11(+有类似的变化趋势，只是它是逐渐减小而趋向于e ．综上所述，得二．x x x)11(lim +∞→=e ．xx x)11(lim +∞→=e 的特点：（１）lim(1+无穷小)无穷大案；（２）“无穷小”与“无穷大”的解析式互为倒数．推广 （１）若ax →lim ϕ(x )= ∞,(a 可以是有限数x 0, ±∞或∞)，则 ()[])()()(11lim ))(11(lim x x x ax x x ϕϕϕϕϕ+=+∞→→=e ；（２）若ax →lim ϕ(x )=0,(a 可以是有限数x 0, ±∞或∞)，则[()]()[()])(10)(11lim1lim x x x ax x x ϕϕϕϕϕ+=+→→=e ．变形 令x1=t ，则x →∞时t →0，代入后得到 ()e t t t =+→101lim ．如果在形式上分别对底和幂求极限，得到的是不确定的结果1∞，因此通常称之为1∞不定型．例6 求x x x )21(lim -∞→．解 令－x 2=t ，则x =－t2．当x →∞时t →0，于是 x x x)21(lim -∞→=21020])1(lim [)1(lim -→-→+=+t t t t t t =e –2．例7 求xx x x )23(lim --∞→．解 令x x --23=1+u ，则x =2－u1．当x →∞时u →0， 于是 xx xx )23(lim --∞→=])1()1[(lim )1(lim 210120u u u u u u u +⋅+=+-→-→=])1(lim [])1(lim [2011u u u uu +⋅+→-→=e -1．例8 求x x x cot 0)tan 1(lim +→．解 设t =tan x ，则t1＝cot x ． 当x →0时t →0， 于是 xx x cot 0)tan 1(lim +→=tt t 10)1(lim +→=e ．小结：两个重要极限在求极限过程中有着很重要的作用，特别要注意其变式。
《高等数学》 详细上册答案(一--七)
2014届高联高级钻石卡基础阶段学习计划《高等数学》上册（一----七）第一单元、函数极限连续使用教材：同济大学数学系编；《高等数学》；高等教育出版社；第六版；同济大学数学系编；《高等数学习题全解指南》；高等教育出版社；第六版；核心掌握知识点：1.函数的概念及表示方法；2.函数的有界性、单调性、周期性和奇偶性；3.复合函数、分段函数、反函数及隐函数的概念；4.基本初等函数的性质及其图形；5.极限及左右极限的概念，极限存在与左右极限之间的关系；6.极限的性质及四则运算法则；7.极限存在的两个准则，会利用其求极限；两个重要极限求极限的方法；8.无穷小量、无穷大量的概念，无穷小量的比较方法，利用等价无穷小求极限；9.函数连续性的概念，左、右连续的概念，判断函数间断点的类型；10.连续函数的性质和初等函数的连续性，闭区间上连续函数的性质（有界性、最大值和最小值定理、介值定理），会用这些性质.天数学习时间学习章节学习知识点习题章节必做题目巩固习题（选做）备注第一天2h第1章第1节映射与函数函数的概念函数的有界性、单调性、周期性和奇偶性复合函数、反函数、分段函数和隐函数初等函数具体概念和形式，函数关系的建立习题1－14(3) (6)(8),5(3)★,9(2),15(4)★,17★4(4)(7),5(1),7(2),15(1)本节有两部分内容考研不要求，不必学习：1. “二、映射”；2. 本节最后——双曲函数和反双曲函数第二天3h1章第2节数列的极限数列极限的定义数列极限的性质(唯一性、有界性、保号性)习题1－21(2) (5)(8)★3(1)1. 大家要理解数列极限的定义中各个符号的含义与数列极限的几何意义；2. 对于用数列极限的定义证明，看懂即可。
第1章第3节函数的极限函数极限的概念函数的左极限、右极限与极限的存在性函数极限的基本性质（唯一性、局部有界性、局部保号性、不等式性质，函数极限与数列极限的关系等）习题1－32,4★3,1. 大家要理解函数极限的定义中各个符号的含义与函数极限的几何意义；2. 对于用函数极限的定义证明，看懂即可。
1.7 极限存在准则 两个重要极限-习题
1．计算下列极限： ⑴0tan 3limx xx→；【解】这是“”型含三角函数极限，可考虑套用极限公式()0sin ()lim1()f x f x f x →=： 为将tan3x 化出sin3x ，利用sin 3tan 3cos3xx x=，得：0tan 3lim x x x →0sin 33lim 3cos3x x x x →=⋅313cos0=⨯=。
⑵1lim sin x x x→∞； 【解】由于1lim sin x x→∞sin 00==，这是“0⨯∞”型极限，应化为商式极限求解：1lim sin x x x →∞101sinlim1xx x→=， 这又成为了“”型含三角函数极限，可考虑套用极限公式()0sin ()lim1()f x f x f x →=： 101sinlim 11xx x→=，亦即1lim sin 1x x x →∞=。
⑶0lim cot x x x →；【解】由于0limcot x x →=∞，这是“0⨯∞”型极限，应化为商式极限求解：0lim cot x x x →0limtan x xx→=，这又成为了“”型含三角函数极限，可考虑套用极限公式()0sin ()lim1()f x f x f x →=： 同样利用sin tan cos xx x=，得： 00lim lim cos tan sin x x x x x x x→→=⋅1cos01=⨯=， 亦即0lim cot 1x x x →=。
⑷01cos 2limsin x xx x→-；【解】这是“”型含三角函数极限，可考虑套用极限公式()0sin ()lim1()f x f x f x →=： 为将1cos2x -化出正弦函数，利用2cos 212sin x x =-，得：01cos 2lim sin x x x x →-202sin lim sin x x x x →=0sin 2lim x xx→=212=⨯=。
(整理)1-7极限存在准则 两个重要极限.
解：
1.直接市场评估法例5
解
三、小结
1.两个准则
夹逼准则;单调有界准则.
2.两个重要极限
思考题
求极限
思考题解答
(1)
，ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
例3
解：
(2)
定义
类似地,
2.环境影响报告表的内容
2.环境保护行政法规
第1页
②既包括天然的自然环境，也包括人工改造后的自然环境。
（5）公众意见采纳与不采纳的合理性；
（三）环境标准和环境影响评价技术导则
（3）对环境影响很小、不需要进行环境影响评价的建设项目，填报环境影响登记表。
（5）法律、行政法规和国务院规定的其他建设项目。
章
节
题
目
第七节极限存在准则两个重要极限
内
容
提
要
两个准则：夹逼准则;单调有界准则.
两个重要极限： 、
重
点
分
析
两个准则：夹逼准则、单调有界准则
两个重要极限：
难
点
分
析
两个准则的使用方法
利用两个重要极限求极限
习
题
布
置
：1（单）、2（单）、4
备
注
教学内容
一、极限存在准则
1.夹逼准则
准则Ⅰ如果数列 及 满足下列条件:
那末数列 的极限存在,且 .
证：
上两式同时成立,
上述数列极限存在的准则可以推广到函数的极限
准则Ⅰ′如果当 (或 )时,有
那末 存在,且等于 .
准则和准则'称为夹逼准则.
注意:
例1：
解：
由夹逼定理得
2.单调有界准则
第二个重要极限练习题
第二个重要极限练习题一、选择题1. 计算极限 \(\lim_{x \to 0} \frac{\sin x}{x}\) 的值是：A. 0B. 1C. 2D. 无穷大2. 当 \(n \to \infty\) 时，下列哪个极限等于 1：A. \(\lim_{n \to \infty} \frac{1}{n}\)B. \(\lim_{n \to \infty} \frac{n+1}{n}\)C. \(\lim_{n \to \infty} \frac{n}{n+1}\)D. \(\lim_{n \to \infty} \frac{n^2}{n^2+1}\)3. 极限 \(\lim_{x \to 0} \frac{e^x - 1}{x}\) 的值是：A. 0B. 1C. 2D. 无穷大二、填空题4. 计算 \(\lim_{x \to 0} \frac{\sin 2x}{\sin x}\) 的结果为______。
5. 当 \(x \to 0\) 时，\(\lim_{x \to 0} \frac{1 - \cosx}{x^2}\) 的结果为______。
6. 若 \(\lim_{x \to \infty} \frac{f(x)}{g(x)} = L\)，其中\(g(x)\) 为多项式，且 \(\deg f(x) < \deg g(x)\)，则 \(L\) 的值为______。
三、计算题7. 求极限 \(\lim_{x \to 0} \frac{x - \tan x}{x^3}\)。
8. 求极限 \(\lim_{x \to \infty} \frac{\ln x}{x}\)。
9. 求极限 \(\lim_{x \to 0} \frac{1 - \cos 3x}{x^2}\)。
四、证明题10. 证明 \(\lim_{x \to 0} \frac{\tan x - \sin x}{x^3} =\frac{2}{3}\)。
两个重要极限练习题
1-7 两个重要极限练习题教学过程：引入：考察极限xx x sin lim 0→当x 取正值趋近于0时，x x sin →1，即+→0lim x xx sin =1；当x 取负值趋近于0时，-x →0, -x >0, sin(-x )>0．于是)()sin(limsin lim 00x x x x x x --=+-→-→． 综上所述，得 一．1sin lim 0=→xxx ．1sin lim0=→xxx 的特点：(1)它是“00”型，即若形式地应用商求极限的法则，得到的结果是0；(2)在分式中同时出现三角函数和x 的幂．推广 如果ax →lim ϕ(x )=0,(a 可以是有限数x 0, ±∞或∞)，则 ax →lim()[]()x x ϕϕsin =()()[]()x x x ϕϕϕsin lim 0→=1．例1 求xxx tan lim0→．解 x x x tan lim 0→=111cos 1lim sin lim cos 1sin lim cos sin lim 0000=⋅=⋅=⋅=→→→→xx x x x x x x x x x x x ．例2 求x xx 3sin lim 0→．解 x x x 3sin lim 0→=3sin lim 3)3(33sin 3lim 00==→→ttt x x x t x 令．例3 求20cos 1lim x xx -→．解 20cos 1limxxx -→=2122sin22sin 21lim )2(22sin lim 2sin 2lim 0220220=⋅⋅==→→→x xx x x x x x x x x ．例4 求xxx arcsin lim0→．解 令arcsin x =t ，则x =sin t 且x →0时t →0． 所以x x x arcsin lim0→=1sin lim 0=→ttt ．例5 求30sin tan lim x xx x -→．解 30sin tan lim x x x x -→=3030cos cos 1sin lim sin cos sin lim xx xx x x x x x x -⋅=-→→ =21cos 1lim cos 1lim sin lim2000=-⋅⋅→→→xx x x x x x x ． 考察极限e xx x =+∞→)11(lim当x 取正值并无限增大时，x x )11(+是逐渐增大的，但是不论x 如何大，x x )11(+的值总不会超过3．实际上如果继续增大x ．即当x →+∞时，可以验证x x)11(+是趋近于一个确定的无理数e ＝2.718281828...．当x →-∞时，函数x x)11(+有类似的变化趋势，只是它是逐渐减小而趋向于e ．综上所述，得 二．x x x )11(lim +∞→=e ．x x x)11(lim +∞→=e 的特点： （１）lim(1+无穷小)无穷大案；（２）“无穷小”与“无穷大”的解析式互为倒数．推广 （１）若ax →lim ϕ(x )= ∞,(a 可以是有限数x 0, ±∞或∞)，则 ()[])()()(11lim ))(11(lim x x x ax x x ϕϕϕϕϕ+=+∞→→=e ；（２）若ax →lim ϕ(x )=0,(a 可以是有限数x 0, ±∞或∞)，则[()]()[()])(10)(11lim1lim x x x ax x x ϕϕϕϕϕ+=+→→=e ．变形 令x1=t ，则x →∞时t →0，代入后得到 ()e t t t =+→101lim ．如果在形式上分别对底和幂求极限，得到的是不确定的结果1∞，因此通常称之为1∞不定型．例6 求x x x)21(lim -∞→．解 令－x 2=t ，则x =－t2． 当x →∞时t →0，于是 x x x)21(lim -∞→=21020])1(lim [)1(lim -→-→+=+t t t t t t =e –2．例7 求xx x x )23(lim --∞→．解 令x x --23=1+u ，则x =2－u1．当x →∞时u →0， 于是 xx xx )23(lim --∞→=])1()1[(lim )1(lim 210120u u u u u u u +⋅+=+-→-→=])1(lim [])1(lim [2011u u u uu +⋅+→-→=e -1．例8 求x x x cot 0)tan 1(lim +→．解 设t =tan x ，则t1＝cot x ． 当x →0时t →0， 于是 xx x cot 0)tan 1(lim +→=tt t 10)1(lim +→=e ．小结：两个重要极限在求极限过程中有着很重要的作用，特别要注意其变式。
两个重要极限练习题(供参考)
1-7 两个重要极限练习题教学过程：引入：考察极限xx x sin lim 0→薂问题1：观察当x 0时函数的变化趋势：蒁x (弧度)芈0.50薃0.10芄0.05芀0.04莇0.03 羄0.02螂...聿xx sin蒇0.9585莅0.9983蒄0.9996肂0.9997薇0.9998螆0.9999袂...袁当x 取正值趋近于0时，x x sin →1，即+→0lim x xxsin =1；薇当x 取负值趋近于0时，-x →0, -x >0, sin(-x )>0．于是膇)()sin(lim sin lim00x x x x x x --=+-→-→．蚄综上所述，得一．1sin lim0=→xxx ．1sin lim0=→xxx 的特点：(1)它是“00”型，即若形式地应用商求极限的法则，得到的结果是0；(2)在分式中同时出现三角函数和x 的幂．推广 如果ax →lim ϕ(x )=0,(a 可以是有限数x 0, ±∞或∞)，则 ax →lim ()[]()x x ϕϕsin =()()[]()x x x ϕϕϕsin lim 0→=1．例1 例2 求xtan ．所以x x x arcsin lim0→=1sin lim 0=→t tt ．例9例10 求30sin tan lim xxx x -→．解 30sin tan lim x x x x -→=3030cos cos 1sin lim sin cos sin lim xx xx x x x x x x -⋅=-→→=21cos 1lim cos 1lim sin lim2000=-⋅⋅→→→xx x x x x x x ．考察极限e xx x =+∞→)11(limxx x)11(lim +∞→=e 的特点：（１）lim(1+无穷小)无穷大案；（２）“无穷小”与“无穷大”的解析式互为倒数．推广 （１）若ax →lim ϕ(x )= ∞,(a 可以是有限数x 0, ±∞或∞)，则()[])()()(11lim ))(11(lim x x x ax x x ϕϕϕϕϕ+=+∞→→=e ；（２）若ax →lim ϕ(x )=0,(a 可以是有限数x 0, ±∞或∞)，则解 令x x --23=1+u ，则x =2－u1．当x →∞时u →0，于是 xx x x )23(lim --∞→=])1()1[(lim )1(lim 210120u u u u u u u +⋅+=+-→-→=])1(lim [])1(lim [20110u u u uu +⋅+→-→=e -1．例15例16 求x x x cot 0)tan 1(lim +→．解 设t =tan x ，则t1＝cot x ．§2-1 导数的概念教学过程：引入：上表看出，平均速度t s ∆∆随着∆t 变化而变化，当∆t 越小时，ts ∆∆越接近于一个定值—9.8m/s ．考察下列各式：∆s =21g ⋅(1+∆t )2－21g ⋅12=21g [2⋅∆t +(∆t )2]，t s ∆∆=21g ⋅t t t ∆∆+∆2)(2=21g (2+∆t )，思考： 当∆t 越来越接近于0时，ts∆∆越来越接近于1秒时的“速度”．现在取∆t →0的极限，得实例2 曲线的切线设方程为y =f (x )曲线为L ．其上一点A 的坐标为(x 0,f (x 0))．在曲线上点A 附近另取一点B ，它的坐标是(x 0+∆x , f (x 0+∆x ))．直线AB 是曲线的割线，它的倾斜角记作β．由图中的R t ∆ACB ，可知割线AB 的斜率tan β=()()xx f x x f x y AC CB ∆∆∆∆00-+==．在数量上，它表示当自变量从x 变到x +∆x 时函数f (x )关于变量x 的平均变化率(增长率或减小率)．是要求函数y 关于自变量x 在某一点x 处的变化率．1.自变量x 作微小变化∆x ，求出函数在自变量这个段内的平均变化率y =xy ∆∆，作为点x 处变化率的近似；2. 对y 求∆x →0的极限xy x ∆∆∆0lim→，若它存在，这个极限即为点x 处变化率的的精确值．x二、导数的定义1. 函数在一点处可导的概念定义 设函数y =f (x )在x 0的某个邻域内有定义．对应于自变量x 在x 0处有改变量∆x ，函数y =f (x )相应的改变量为∆y =f (x 0+∆x )-f (x 0)，若这两个改变量的比x x x x -→根据导数的定义，求函数y =f (x )在点x 0处的导数的步骤如下：第一步 求函数的改变量∆y =f (x 0+∆x )-f (x 0)；第二步 求比值xx f x x f x y ∆∆∆∆)()(00-+=；第三步 求极限f '(x 0)=xy x ∆∆∆0lim→．例1 求y =f (x )=x 2在点x =2处的导数．222导．这时，对开区间(a ,b )内每一个确定的值x 0都有对应着一个确定的导数f '(x 0)，这样就在开区间(a ,b )内，构成一个新的函数，我们把这一新的函数称为f (x )的导函数，记作等f '(x )或y '等．根据导数定义，就可得出导函数f '(x )=y '=()()xx f x x f x y x x ∆∆∆∆∆∆-+=→→00lim lim (2-3)导函数也简称为导数．注意 （１）f '(x )是x 的函数，而f '(x 0)是一个数值（２）f (x )在点处的导数f '(x 0)就是导函数f '(x )在点x 0处的函数值．可以证明，一般的幂函数y =x α, (α∈R, x >0)的导数为(x α)'=α x α-1．例如 (x )'=(21x )'=xx 212121=-；(x 1)'=(x -1)'=-x -2=-21x ．例4 求y =sin x , (x ∈R )的导数．解x y ∆∆=xx x x ∆∆sin )sin(-+，在§1-7中已经求得lim→x ∆xy ∆∆=cos x ，方程为y =f (x )的曲线，在点A (x 0,f (x 0))处存在非垂直切线AT 的充分必要条件是f (x )在x 0存在导数f '(x 0)，且AT 的斜率k =f '(x 0)．导数的几何意义——函数y =f (x )在x 0处的导数f '(x 0)，是函数图象在点(x 0,f (x 0))处切线的斜率，另一方面也可立即得到切线的方程为y -f (x 0)=f '(x 0)(x -x 0) (2-4)过切点A (x 0,f (x 0))且垂直于切线的直线，称为曲线y =f (x )在点A (x 0,f (x 0))处的法线，则当切线非水平(即f '(x 0)≠0)时的法线方程为y -f (x 0)=-)(10x f '(x -x 0) (2-5)故所求的切线方程为y +ln2=2(x -21)，即y =2x -1-ln2．四、可导和连续的关系如果函数y =f (x )在点x 0处可导，则存在极限lim→x ∆x y ∆∆=f '(x 0)，则xy ∆∆=f '(x 0)+α (0lim →x ∆α=0)，或∆y = f '(x 0) ∆x +α⋅∆x (0lim →x ∆α=0)，所以 0lim →x ∆∆y =0lim →x ∆[f '(x 0) ∆x +α⋅∆x ]=0．这表明函数y =f (x )在点x 0处连续．学生思考：设函数f (x )=⎨⎧≥0,2x x ，讨论函数f (x )在x =0处的连续性和可导性．§4－2 换元积分法教学过程复习引入 1．2． 不定积分的概念； 3．4． 不定积分的基本公式和性质。
极限存在准则与两个重要极限 答案详解
解：圆的内接正 n 边形是由 n 个全等的等腰三角形，每个的顶角为 2 ，腰为半径 R ， n
则内接正 n 边形面积为
An
n1 2
R2 sin
2 n
，
从而圆的面积为
A
lim
n
An
lim
n
n
1 2
R
2
sin
2 n
lim
n
sin 2 n
2
x1
e4 （其中底数部分的极限
lim
x
1
2 x 1
x1 2
e ，指数部分的极限 lim x
2(2x 1) x 1
lim
x
4 2 x
1 1 x
4 ）
三、利用夹逼准则计算数列极限 lim ( n + n + + n ) ．
n n2 1 n2 2
n2 n
分析：对于极限式中连加项每一项式子都比较接近的通常采用夹逼准则去掉省略号再求极限，
夹逼准则主要是应用放缩法，注意放缩适度
解：
n
n n2
n
n n2 1
n n2
2Βιβλιοθήκη n n2 n
n
n n2 1
lim
n
n2 n2
n
lim
n
n2 n2 1
一、计算下列极限：
1.4 极限存在准则与两个重要极限
分析：构造第一个重要极限 lim sin 1, lim 1的形式，注意 可以是某一个趋于零
求极限的常用方法典型例题
求极限的常用方法典型例题掌握求简单极限的常用方法。
求极限的常用方法有(1) 利用极限的四则运算法则；(2) 利用两个重要极限；(3) 利用无穷小量的性质（无穷小量乘以有界变量还是无穷小量）；(4) 利用连续函数的定义。
例 求下列极限：（1）xx x 33sin 9lim 0-+→ （2）1)1sin(lim 21--→x x x （3）x x x 10)21(lim -→ （4）222)sin (1cos lim x x x x x +-+∞→ （5）)11e (lim 0-+→x x x x 解（1）对分子进行有理化，然后消去零因子，再利用四则运算法则和第一重要极限计算，即 xx x 33sin 9lim 0-+→ =)33sin 9()33sin 9)(33sin 9(lim 0++++-+→x x x x x =33sin 91lim 3sin lim 00++⨯→→x x x x x =21613=⨯ （2）利用第一重要极限和函数的连续性计算，即 )1)(1()1sin(lim 1)1sin(lim 121-+-=--→→x x x x x x x 11lim 1)1sin(lim11+⋅--=→→x x x x x 211111=+⨯= （3）利用第二重要极限计算，即 x x x 10)21(lim -→＝2210])21[(lim --→-x x x 2e -=。
（4）利用无穷小量的性质（无穷小量乘以有界变量还是无穷小量）计算，即222222222)sin 1(lim ]1cos 1[lim )sin 1(1cos 1lim )sin (1cos lim xx x x x x x x x x x x x x x x +-+=+-+=+-+∞→∞→∞→∞→= 1 注：其中当∞→x 时，x xx x sin 1sin =，)1(cos 11cos 2222-=-x x x x 都是无穷小量乘以有界变量，即它们还是无穷小量。
两个重要极限的例题大全
两个重要极限的例题大全在数学中，极限是非常重要的概念，它反映了数学分析的基本特征。
极限的概念主要有两种，分别是无穷大极限和无穷小极限，两者都是有用的抽象概念，可以用来解释任意值的行为。
两种极限的结果也可以联系起来，以便更好地理解数学原理。
无穷大极限作为极限的一种，它表示随着某个变量从正无穷大向负无穷大变化时，函数值接近某个定值。
所以，当函数x的极限为L 时，可以表示为：limx→∞f(x) = L。
当函数f(x)的变量x向正无穷大时，其函数值接近L，而函数x的值无论多大，都不会超过L这个值。
为了更好地理解这个概念，可以考虑以下例题：例题1：求limx→∞(x+1)/(x1)的值解：在这个例题中，我们需要求出x向正无穷大时，(x+1)/(x1)的极限值。
具体的解法涉及一些基本的解析几何，以及用分数形式表示极限的概念。
首先，将函数分子部分(x+1)与函数分母部分(x1)进行比较，可以得知当x取任何值时，函数分子都会大于函数分母，这表明极限为正无穷大。
所以，limx→∞(x+1)/(x1) = +∞。
例题2：求limx→∞ (3x+8x+12)/(3x+20x+30)的值解：首先，我们将函数分子(3x+8x+12)和函数分母(3x+20x+30)分别除以x，得到新的函数形式如下：3 + 8/x + 12/x 3 + 20/x + 30/x。
由于，当x向正无穷大时，8/x和20/x都会变得趋于0，这表明极限值为3。
因此，limx→∞ (3x+8x+12)/(3x+20x+30) = 3。
无穷小极限是极限的另一种，它反映了当函数x的变量从正无穷小变化到0时，函数值的接近情况。
也就是说，当函数x的极限为L 时，可以表示为：limx→0f(x) = L。
当函数f(x)的变量x取得越来越小的值时，其函数值也越来越接近L。
例题3：求limx→0 x-2x+5的值解：在这个例题中，我们需要求出x向0变化时，x-2x+5的极限值。
两个重要极限思考题
两个重要极限思考题一、在求解极限问题时，第一个重要极限通常指的是哪个表达式的极限？A. (sin x) / x 当x 趋近于0B. (1 + 1/x)x 当x 趋近于无穷大C. ex / x 当x 趋近于无穷大D. (1 - cos x) / x 当x 趋近于0（答案：A）二、利用第一个重要极限，求lim (x -> 0) (tan x) / x 的值，结果为？A. 0B. 1C. -1D. 无穷大（答案：B，因为tan x 在x 趋近于0 时近似于sin x / cos x，而cos x 趋近于1，所以问题转化为sin x / x 的极限，即1）三、第二个重要极限是关于哪个表达式的？A. (1 + x)n 当n 趋近于无穷大B. (1 + 1/x)x 当x 趋近于无穷大C. xn / n! 当x 趋近于无穷大D. ex - 1 当x 趋近于0（答案：B）四、根据第二个重要极限，lim (x -> ∞) (1 + 2/x)(3x) 的值是多少？A. e2B. e3C. e6D. 无穷大（答案：C，因为可以将表达式重写为[(1 + 2/x)(x/2)]6，而(1 + 2/x)(x/2) 趋近于e，所以整体趋近于e6）五、在应用两个重要极限时，如果遇到复合函数形式，应该如何处理？A. 直接代入极限值B. 先进行变量替换，再应用极限C. 使用洛必达法则D. 无法直接应用，需转换形式（答案：D，通常需要通过代数变换或对数、指数等函数的性质，将复合函数转化为可直接应用极限的形式）六、求lim (x -> 0) (ex - 1 - x) / (x2) 时，可以利用哪个重要极限进行化简？A. 第一个重要极限B. 第二个重要极限C. 需要先变形，再利用第一个重要极限的逆运算D. 无法利用重要极限求解（答案：C，通过添加和减去ex 的适当项，可以将表达式转化为与(ex - 1) / x 相关的形式，进而利用第一个重要极限）七、对于极限lim (x -> ∞) [(x + 1) / (x - 1)]x，可以通过哪种方法求解？A. 直接代入x = ∞B. 使用第二个重要极限，并适当变形C. 使用第一个重要极限D. 使用夹逼定理（答案：B，通过变形为[(1 + 2/(x - 1))((x - 1)/2)]2 的形式，可以观察到它与第二个重要极限的关联）八、在求解极限问题时，如果遇到形如lim (x -> 0) (ax - 1) / x 的表达式，应如何处理？A. 直接得出结果为ln aB. 先对ax 进行泰勒展开C. 利用第一个重要极限，并考虑a 的自然对数D. 无法求解（答案：C，当a > 0 且a ≠1 时，该极限等于ln a，这是通过令ax = 1 + u 并利用第一个重要极限得出的结果）。
两个重要极限试题
两个重要极限试题————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：1-7 两个重要极限练习题教学过程：引入：考察极限xx x sin lim 0→问题1：观察当x →0时函数的变化趋势：x (弧度)0.50 0.10 0.05 0.04 0.03 0.02 ...xxsin 0.95850.99830.99960.99970.99980.9999 ...当x 取正值趋近于0时，x x sin →1，即+→0lim x xx sin =1；当x 取负值趋近于0时，-x →0, -x >0, sin(-x )>0．于是)()sin(lim sin lim 00x x x x x x --=+-→-→． 综上所述，得一．1sin lim0=→x xx ．1sin lim 0=→xxx 的特点：(1)它是“00”型，即若形式地应用商求极限的法则，得到的结果是0；(2)在分式中同时出现三角函数和x 的幂．推广 如果ax →lim ϕ(x )=0,(a 可以是有限数x 0, ±∞或∞)，则 ax →lim()[]()x x ϕϕsin =()()[]()x x x ϕϕϕsin lim 0→=1．例1 求xxx tan lim0→．解 x x x tan lim 0→=111cos 1lim sin lim cos 1sin lim cos sin lim 0000=⋅=⋅=⋅=→→→→xx x x x x x x x x x x x ．例2 求x xx 3sin lim 0→．解 x x x 3sin lim 0→=3sin lim 3)3(33sin 3lim 00==→→ttt x x x t x 令．例3 求20cos 1lim xxx -→． 解 20cos 1limx xx -→=2122sin22sin 21lim )2(22sin lim 2sin 2lim0220220=⋅⋅==→→→x xx x x x x x x x x ．例4 求xxx arcsin lim0→．解 令arcsin x =t ，则x =sin t 且x →0时t →0． 所以x x x arcsin lim0→=1sin lim 0=→ttt ．例5 求30sin tan lim xxx x -→． 解 30sin tan lim x x x x -→=3030cos cos 1sin lim sin cos sin lim xx xx x x x x x x -⋅=-→→ =21cos 1lim cos 1lim sin lim2000=-⋅⋅→→→xx x x x x x x ． 考察极限e xx x =+∞→)11(lim问题2：观察当x →+∞时函数的变化趋势：x1 2 10 1000 10000 100000 100000 ... x x)11(+22.252.5942.7172.71812.71822.71828...当x 取正值并无限增大时，x x )11(+是逐渐增大的，但是不论x 如何大，x x )11(+的值总不会超过3．实际上如果继续增大x ．即当x →+∞时，可以验证x x)11(+是趋近于一个确定的无理数e ＝2.718281828...．当x →-∞时，函数x x)11(+有类似的变化趋势，只是它是逐渐减小而趋向于e ．综上所述，得 二．x x x )11(lim +∞→=e ．x x x)11(lim +∞→=e 的特点： （１）lim(1+无穷小)无穷大案；（２）“无穷小”与“无穷大”的解析式互为倒数．推广 （１）若ax →lim ϕ(x )= ∞,(a 可以是有限数x 0, ±∞或∞)，则 ()[])()()(11lim ))(11(lim x x x ax x x ϕϕϕϕϕ+=+∞→→=e ；（２）若ax →lim ϕ(x )=0,(a 可以是有限数x 0, ±∞或∞)，则[()]()[()])(10)(11lim1lim x x x ax x x ϕϕϕϕϕ+=+→→=e ．变形 令x1=t ，则x →∞时t →0，代入后得到 ()e t t t =+→101lim ．如果在形式上分别对底和幂求极限，得到的是不确定的结果1∞，因此通常称之为1∞不定型．例6 求x x x )21(lim -∞→．解 令－x 2=t ，则x =－t2．当x →∞时t →0，于是 x x x)21(lim -∞→=21020])1(lim [)1(lim -→-→+=+t t t t t t =e –2．例7 求xx x x )23(lim --∞→．解 令x x --23=1+u ，则x =2－u1．当x →∞时u →0， 于是 xx xx )23(lim --∞→=])1()1[(lim )1(lim 210120u u u u u u u +⋅+=+-→-→=])1(lim [])1(lim [2011u u u uu +⋅+→-→=e -1．例8 求x x x cot 0)tan 1(lim +→．解 设t =tan x ，则t1＝cot x ． 当x →0时t →0， 于是 xx x cot 0)tan 1(lim +→=tt t 10)1(lim +→=e ．小结：两个重要极限在求极限过程中有着很重要的作用，特别要注意其变式。
高数(上)第1-7章 复习题(含参考答案)
高数上第一章 复习题1. 计算下列极限:（1）2)1( 321lim nn n -+⋅⋅⋅+++∞→; 解211lim 212)1(lim )1( 321lim 22=-=-=-+⋅⋅⋅+++∞→∞→∞→n n n nn n n n n n .(2)35)3)(2)(1(lim nn n n n +++∞→; 解515)3)(2)(1(lim3=+++∞→n n n n n (分子与分母的次数相同, 极限为最高次项系数之比). 或51)31)(21)(11(lim 515)3)(2)(1(lim3=+++=+++∞→∞→n n n n n n n n n .(3))1311(lim31x x 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x1sin 是有界变量).(5)xx x arctan lim ∞→. 解0arctan 1lim arctan lim =⋅=∞→∞→x x x x x x (当x →∞时, x1是无穷小, 而arctan x 是有界变量). (6)145lim1---→x x x x ;解)45)(1(44lim )45)(1()45)(45(lim 145lim111x x x x x x x x x x x x x x x x x +---=+--+---=---→→→214154454lim1=+-⋅=+-=→xx x .(7))(lim22x x x x x --++∞→.解)())((lim)(lim 22222222x x x x x x x x x x x x x x x x x x -++-++--+=--++∞→+∞→1)1111(2lim)(2lim22=-++=-++=+∞→+∞→xx x x x x xx x .(8)xx x sin ln lim 0→;解 01ln )sin lim ln(sin lnlim 00===→→x xxx x x .(9)2)11(lim xx x+∞→;解[]e e xx x x xx ==+=+∞→∞→21212)11(lim )11(lim(10))1(lim 2x x x x -++∞→; 解 )1()1)(1(lim)1(lim 2222x x x x x x x x x x x x ++++-+=-++∞→+∞→ 211111lim 1lim22=++=++=+∞→+∞→x x x x x x . (11)1)1232(lim +∞→++x x x x ;解 2121211)1221(lim )1221(lim )1232(lim ++∞→+∞→+∞→++=++=++x x x x x x x x x x 21212)1221()1221(lim ++++=+∞→x x x x e x x x x x =++⋅++=∞→+∞→21212)1221(lim )1221(lim .(12)30sin tan lim x x x x -→; 解 xx x x x x x x x x x x x cos )cos 1(sin lim )1cos 1(sin lim sin tan lim 303030-=-=-→→→ 21)2(2lim cos 2sin 2sin lim320320=⋅=⋅=→→x x x x x x x x x (提示: 用等价无穷小换) . 2. 证明: 当x →0时, arctan x ~x ;证明 因为1tan lim arctan lim0==→→yyxxy x (提示: 令y =arctan x , 则当x →0时, y →0),所以当x →0时, arctan x ~x .3. 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;(2)x x y tan =, x =k , 2ππ+=k x(k =0, ±1, ±2, ⋅ ⋅ ⋅);解(1))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(lim lim 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)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∞=→x xk 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=+→xxk 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2ππ+=k x 时, y =0, 则函数在2ππ+=k x 处成为连续的.4. 设函数⎩⎨⎧≥+<=00 )(x x a x e x f x 应当如何选择数a , 使得f (x )成为在(-∞,+∞)内的连续函数？解 要使函数f (x )在(-∞, +∞)内连续, 只须f (x )在x =0处连续, 即只须a f x f x f x x ===+→-→)0()(lim )(lim 0.因为1lim )(lim 00==-→-→x x x e x f , a x a x f x x =+=+→+→)(lim )(lim 0, 所以只须取a =1.5. 证明方程x =a sin x +b , 其中a >0, b >0, 至少有一个正根, 并且它不超过a +b .证明 设f (x )=a sin x +b -x , 则f (x )是[0, a +b ]上的连续函数. f (0)=b , f (a +b )=a sin (a +b )+b -(a +b )=a [sin(a +b )-1]≤0.若f (a +b )=0, 则说明x =a +b 就是方程x =a sin x +b 的一个不超过a +b 的根;若f (a +b )<0, 则f (0)f (a +b )<0, 由零点定理, 至少存在一点ξ∈(0,a +b ), 使f (ξ)=0, 这说明x =ξ 也是方程x =a sin x +b 的一个不超过a +b 的根.总之, 方程x =a sin x +b 至少有一个正根, 并且它不超过a +b .6. 证明()11 2111lim 222=++⋅⋅⋅++++∞→nn n n n . 证明 因为()11 211122222+≤++⋅⋅⋅++++≤+n n n n n n n n n , 且 1111lim lim2=+=+∞→∞→nn n n n n , 1111lim 1lim 22=+=+∞→∞→n n n n n , 所以()11 2111lim 222=++⋅⋅⋅++++∞→nn n n n . 7. 已知f (x )=⎩⎨⎧≥<0 0sin x x x x , 求f '(x ) .解 当x <0时, f (x )=sin x , f '(x )=cos x ; 当x >0时, f (x )=x , f '(x )=1;因为 f -'(0)=10sin lim )0()(lim00=-=--→-→xx x f x f x x , f +'(0)=10lim )0()(lim00=-=-+→+→x x x f x f x x , 所以f '(0)=1, 从而f '(x )=⎩⎨⎧≥<0 10cos x x x . 8*、证明: 函数xxy 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xxy 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xxy 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 .第二章 复习题1. 求下列函数的导数: (1) y =ln(1+x 2); 解 222212211)1(11xx x x x x y +=⋅+='+⋅+='.(2) y =sin 2x ;解 y '=2sin x ⋅(sin x )'=2sin x ⋅cos x =sin 2x .(3)22x a y -=;解[]22212222121222122)2()(21)()(21)(xa x x x a x a x a x a y --=-⋅-='-⋅-='-='--.(4)xx y ln 1ln 1+-=;解 22)ln 1(2)ln 1(1)ln 1()ln 1(1x x x x x x xy +-=+--+-='.(5)xx y 2sin =;解222sin 2cos 212sin 22cos xx x x x x x x y -=⋅-⋅⋅='.(6)x y arcsin =;解2222121)(11)()(11x x x x x x y -=⋅-='⋅-='.(7))ln(22x a x y ++=;解])(211[1)(12222222222'+++⋅++='++⋅++='x a x a x a x x a x x a x y 2222221)]2(211[1x a x x a x a x +=++⋅++=.(8)xx y +-=11arcsin .解 )1(2)1(1)1()1()1(1111)11(11112x x x x x x xx x x x x y -+-=+--+-⋅+--='+-⋅+--='.(9)xx y -+=11arctan ;解222211)1()1()1()11(11)11()11(11x x x x xx x x x x y +=-++-⋅-++='-+⋅-++='.(10)x x x y tan ln cos 2tan ln ⋅-=; 解)(tan tan 1cos tan ln sin )2(tan 2tan 1'⋅⋅-⋅+'⋅='x x x x x x x yx x x x x x x x x tan ln sin sec tan 1cos tan ln sin 212sec 2tan 122⋅=⋅⋅-⋅+⋅⋅.(11))1ln(2x x e e y ++=;解xx x x x x x x x x x e ee e e e e e e e e y 2222221)122(11)1(11+=++⋅++='++⋅++='.2. 求下列函数的n 阶导数的一般表达式: (1) y =sin 2 x ;解y '=2sin x cos x =sin2x , )22sin(22cos 2π+==''x x y ,)222sin(2)22cos(222ππ⋅+=+='''x x y ,)232sin(2)222cos(233)4(ππ⋅+=⋅+=x x y , ⋅ ⋅ ⋅,]2)1(2sin[21)(π⋅-+=-n x y n n .(2) y =x ln x ;解1ln +='x y ,11-==''x xy , y '''=(-1)x -2, y (4)=(-1)(-2)x -3, ⋅ ⋅ ⋅,y (n )=(-1)(-2)(-3)⋅ ⋅ ⋅(-n +2)x -n +1112)!2()1()!2()1(-----=--=n n n n xn xn . (3) y =x e x .解 y '=e x +xe x ,y ''=e x +e x +xe x =2e x +xe x , y '''=2e x +e x +xe x =3e x +xe x , ⋅ ⋅ ⋅,y (n )=ne x +xe x =e x (n +x ) .3. 求方程y =1+xe y 所确定的隐函数的二阶导数22dxyd .解 方程两边求导数得 y '=e y +x e y y ', ye y e xe e y yy y y -=--=-='2)1(11,3222)2()3()2()3()2()()2(y y e y y y e y y e y y e y y y y y --=-'-=-'---'=''.4. 求参数方程⎩⎨⎧-=+=t t y t x arctan )1ln(2所确定的函数的三阶导数33dxyd :解t tt t t t t dx dy 2112111])1[ln()arctan (222=++-='+'-=,t t tt t dx yd 4112)21(2222+=+'=,3422338112)41(tt t t t t dx yd -=+'+=. 5. 注水入深8m 上顶直径8m 的正圆锥形容器中, 其速率为4m 2/min . 当水深为5m 时, 其表面上升的速度为多少？解 水深为h 时, 水面半径为h r 21=, 水面面积为π241h S =,水的体积为3212413131h h h hS V ππ=⋅==,dtdh h dt dV ⋅⋅=2312π, dtdVh dt dh ⋅=24π.已知h =5(m )，4=dtdV (m 3/min), 因此πππ2516425442=⋅=⋅=dt dV h dt dh (m/min).6. 求下列函数的微分: (1)21arcsin x y -=;解 dx xx x dx x x dx x dx y dy 22221||)12()1(11)1(arcsin --=--⋅--='-='=.(2) y =tan 2(1+2x 2); 解dy =d tan 2(1+2x 2)=2tan(1+2x 2)d tan(1+2x 2)=2tan(1+2x 2)⋅sec 2(1+2x 2)d (1+2x2)=2tan(1+2x 2)⋅sec 2(1+2x 2)⋅4x dx =8x ⋅tan(1+2x 2)⋅sec 2(1+2x 2)dx . (3)2211arctan xx y +-=;解)11()11(1111arctan 2222222x x d x x x x d dy +-+-+=+-=dx x x dx x x x x x xx 4222222214)1()1(2)1(2)11(11+-=+--+-⋅+-+=. 7. 讨论函数⎪⎩⎪⎨⎧=≠=000 1sin )(x x xx x f 在x =0处的连续性与可导性.解 因为f (0)=0, )0(01sin lim )(lim 00f xx x f x x ===→→, 所以f (x )在x =0处连续; 因为极限xx x x x f x f x x x 1sin lim 01sin lim )0()(lim000→→→=-=-不存在, 所以f (x )在x =0处不导数.第三章 复习题1. 验证罗尔定理对函数y =ln sin x 在区间]65 ,6[ππ上的正确性.解 因为y =ln sin x 在区间]65 ,6[ππ上连续, 在)65 ,6(ππ内可导, 且)65()6(ππy y =, 所以由罗尔定理知, 至少存在一点)65 ,6(ππξ∈, 使得y '(ξ)=cotξ=0.由y '(x )=cot x =0得)65 ,6(2πππ∈.因此确有)65 ,6(2πππξ∈=, 使y '(ξ)=cot ξ=0.2. 证明: 若函数.f (x )在(-∞, +∞)内满足关系式f '(x )=f (x ), 且f (0)=1则f (x )=e x .证明 令x ex f x )()(=ϕ, 则在(-∞, +∞)内有0)()()()()(2222≡-=-'='xx x x e e x f e x f e e x f e x f x ϕ, 所以在(-∞, +∞)内ϕ(x )为常数. 因此ϕ(x )=ϕ(0)=1, 从而f (x )=e x . 3. 用洛必达法则求下列极限:(1)xe e xx x sin lim0-→-;解2cos lim sin lim 00=+=--→-→xe e x e e x x x x x x . (2)22)2(sin ln lim x x x -→ππ;解 812csc lim 41)2()2(2cot lim )2(sin ln lim 22222-=---=-⋅-=-→→→x x x x xx x x πππππ.(3)xx x x cos sec )1ln(lim20-+→;解 x x xx x x x x x x x 22022020cos 1lim cos 1)1ln(cos lim cos sec )1ln(lim -=-+=-+→→→(注: cos x ⋅ln(1+x 2)~x 2)1sin lim )sin (cos 22lim00==--=→→xxx x x x x .4. 证明不等式 ：当x >0时, 221)1ln(1x x x x +>+++;解 设221)1ln(1)(x x x x x f +-+++=, 则f (x )在[0, +∞)内是连续的.因为0)1ln(1)11(11)1ln()(22222>++=+-++⋅++⋅+++='x x xx xx xx x x x x f ,所以f (x )在(0, +∞)内是单调增加的, 从而当x >0时f (x )>f (0)=0, 即 01)1ln(122>+-+++x x x x ,也就是221)1ln(1x x x x +>+++.5. 判定曲线y =x arctan x 的凹凸性: 解21arctan xx x y ++=',22)1(2x y +=''.因为在(-∞, +∞)内, y ''>0, 所以曲线y =x arctg x 在(-∞, +∞)内是凹的.6. 求下列函数图形的拐点及凹或凸的区间: (1) y =xe -x ;解 y '=e -x -x e -x , y ''=-e -x -e -x +x e -x =e -x (x -2). 令y ''=0, 得x =2. 因为当x <2时, y ''<0; 当x >2时, y ''>0, 所以曲线在(-∞, 2]内是凸的, 在[2, +∞)内是凹的, 拐点为(2, 2e -2). (2) y =ln(x 2+1); 解122+='x x y ,22222)1()1)(1(2)1(22)1(2++--=+⋅-+=''x x x x x x x y . 令y ''=0, 得x 1=-1, x 2=1.列表得可见曲线在(-∞, -1]和[1, +∞)内是凸的,在[-1, 1]内是凹的, 拐点为(-1, ln2)和(1, ln2).7. 设f (x )在[0, a ]上连续, 在(0, a )内可导, 且f (a )=0, 证明存在一点ξ∈(0, a ), 使f (ξ)+ξf '(ξ)=0.证明 设F (x )=xf (x ), 则F (x )在[0, a ]上连续, 在(0, a )内可导, 且F (0)=F (a )=0. 由罗尔定理, 在(0, a )内至少有一个点ξ , 使F (ξ )=0. 而F (x )=f (x )+x f '(x ), 所以f (ξ)+ξf '(ξ)=0. 8. 求数列}{n n 的最大项. 解 令xx x x x f 1)(==(x >0), 则x x x f ln 1)(ln =,)ln 1(1ln 11)()(1222x xx x x x f x f -=-='⋅,)ln 1()(21x x x fx -='-.令f '(x )=0, 得唯一驻点x =e .因为当0<x <e 时, f '(x )>0; 当x >e 时, f '(x )<0, 所以唯一驻点x =e为最大值点.因此所求最大项为333max{ .,2}3第四、五、六章 复习题1. 求下列不定积分: (1)⎰dx e x x 3; 解C e C e e dx e dx e xx x xxx++=+==⎰⎰13ln 3)3ln()3()3(3.(2)⎰+++dx x x x 1133224;解 C x x dx x x dx x x x ++=++=+++⎰⎰arctan )113(1133322224.(3)⎰dt tt sin;解 ⎰⎰+-==C t t d t dt t t cos 2sin2sin .(4)⎰-+dx e e xx 1; 解 ⎰-+dx e e xx 1C e de e dx e e xx xx x +=+=+=⎰⎰arctan 11122.(5)⎰--dx xx 2491;解 dx xx dx xdx xx ⎰⎰⎰---=--22249491491)49(49181)32()32(1121222x d x x d x --+-=⎰⎰C x x +-+=2494132arcsin 21. (6)⎰-+dx x x )2)(1(1;解 C x x C x x dx x x dx x x ++-=++--=+--=-+⎰⎰|12|ln 31|1|ln |2|(ln 31)1121(31)2)(1(1. (7)⎰-12x x dx ;解 C xC t dt tdt t t t tx x x dx+=+==⋅⋅=-⎰⎰⎰1arccos tan sec tan sec 1sec 12令.或 C x x d x dx x x x x dx +=--=-=-⎰⎰⎰1arccos 111111112222.(8)⎰-dx xx 92; 解 ⎰⎰⎰=-=-tdt t d tt t x dx x x 222tan 3)sec 3(sec 39sec 9sec 39令C x x C t t dt t+--=+-=-=⎰3arccos 393tan 3)1cos 1(322.（9） ⎰-xdx e x cos ; 解 因为⎰⎰⎰⎰------+=-==xdx e x e xde x e x d e xdx e x x x x x x sin sin sin sin sin cos ⎰⎰-----+-=-=xx x x x xde x e x e x d e x e cos cos sin cos sin⎰-----=xdx e x e x e x x x cos cos sin ,所以 C x x e C x e x e xdx e x x x x +-=+-=----⎰)cos (sin 21)cos sin (21cos .（10）⎰dx x 2)(arcsin ;解 ⎰⎰-⋅⋅-=dx xx x x x dx x 22211arcsin 2)(arcsin )(arcsin⎰-+=221arcsin 2)(arcsin x xd x x⎰--+=dx x x x x 2arcsin 12)(arcsin 22C x x x x x +--+=2arcsin 12)(arcsin 22.（11）⎰xdx e x 2sin .解 ⎰⎰⎰-=-=xdx e e dx x e xdx e x x x x 2cos 2121)2cos 1(21sin 2,而 dx x e x e xde xdx e x x x x ⎰⎰⎰+==2sin 22cos 2cos 2cos⎰⎰-+=+=xdx e x e x e de x x e x x x x x 2cos 42sin 22cos 2sin 22cos ,C x x e xdx e x x ++=⎰)2sin 22(cos 512cos , 所以 C x x e e xdx e x x x ++-=⎰)2sin 22(cos 10121sin 2（12）dx x x )1(12+⎰;解 C x x dx x x x dx x x ++-=+-=+⎰⎰)1ln(21||ln )11()1(1222.2. 一曲线通过点(e 2, 3), 且在任一点处的切线的斜率等于该点横坐标的倒数, 求该曲线的方程.解 设该曲线的方程为y =f (x ), 则由题意得 xx f y 1)(='=',所以C x dx xy +==⎰||ln 1.又因为曲线通过点(e 2, 3), 所以有=3-2=1 3=f (e 2)=ln|e 2|+C =2+C , C =3-2=1. 于是所求曲线的方程为 y =ln|x |+1.3. 设f (x )在[a , b ]上连续, 在(a , b )内可导且f '(x )≤0, ⎰-=xadt t f a x x F )(1)(.证明在(a , b )内有F '(x )≤0.证明 根据积分中值定理, 存在ξ∈[a , x ], 使))(()(a x f dt t f x a -=⎰ξ. 于是有))(()(1)(1)(1)()(1)(22a x f a x x f a x x f a x dt t f a x x F xa----=-+--='⎰ξ)]()([1ξf x f ax --=.由f '(x )≤0可知f (x )在[a , b ]上是单调减少的, 而a ≤ξ≤x , 所以f (x )-f (ξ)≤0. 又在(a , b )内, x -a >0, 所以在(a , b )内0)]()([1)(≤--='ξf x f ax x F .4. 计算下列定积分:(1)⎰-πθθ03)sin 1(d ;解 ⎰⎰⎰⎰-+=+=-πππππθθθθθθθθ02002003cos )cos 1(cos sin )sin 1(d d d d34)cos 31(cos 03-=-+=πθθππ.(2)dx x ⎰-2022; 解 dt t tdt t tx dxx ⎰⎰⎰+=⋅=-2020202)2cos 1(cos 2cos 2sin 22ππ令2)2sin 21(20ππ=+=t t .6. 求由摆线x =a (t -sin t ), y =a (1-cos t )的一拱(0≤t ≤2π)与横轴 所围成的图形的面积.解:所求的面积为⎰⎰⎰-=--==a a a dt t a dt t a t a ydx A 20222020)cos 1()cos 1()cos 1(ππ22023)2cos 1cos 21(a dt t t a a=++-=⎰.7. 证明 由平面图形0≤a ≤x ≤b , 0≤y ≤f (x )绕y 轴旋转所成的旋转体的体积为⎰=ba dx x xf V )(2π.证明 如图, 在x 处取一宽为dx 的小曲边梯形, 小曲边梯形绕y 轴旋转所得的旋转体的体积近似为2πx ⋅f (x )dx , 这就是体积元素, 即 dV =2πx ⋅f (x )dx ,于是平面图形绕y 轴旋转所成的旋转体的体积为 ⎰⎰==ba ba dx x xf dx x xf V )(2)(2ππ.8. 利用题7的结论, 计算曲线y =sin x (0≤x ≤π)和x 轴所围成的图形绕y 轴旋转所得旋转体的体积.解 20002)sin cos (2cos 2sin 2πππππππ=+-=-==⎰⎰x x x x xd xdx x V . 9. 求心形线ρ=a (1+cos θ )的全长. 解 用极坐标的弧长公式.θθθθθρθρππd a a d s ⎰⎰-++='+=0222022)sin ()cos 1(2)()(2 a d a 82cos 40==⎰πθθ.第七章 复习题1、设m =3i +5j +8k , n =2i -4j -7k 和p =5i +j -4k . 求向量a =4m +3n -p 在x 轴上的投影及在y 轴上的分向量.解 因为a =4m +3n -p =4(3i +5j +8k )+3(2i -4j -7k )-(5i +j -4k )=13i +7j +15k , 所以a =4m +3n -p 在x 轴上的投影为13, 在y 轴上的分向量7j . 2. 设a =3i -j -2k ,b =i +2j -k , 求(1)a ⋅b 及a ⨯b ; (2)(-2a )⋅3b 及a ⨯2b ; (3)a 、b 夹角的余弦.解 (1)a ⋅b =3⨯1+(-1)⨯2+(-2)⨯(-1)=3,k j i kj i b a 75121 213++=---=⨯.(2)(-2a )⋅3b =-6a ⋅b = -6⨯3=-18, a ⨯2b =2(a ⨯b )=2(5i +j +7k )=10i +2j +14k . (3)21236143||||||) ,cos(^==⋅=b a b a b a .3. 设a 、b 、c 为单位向量, 且满足a +b +c =0, 求a ⋅b +b ⋅c +c ⋅a . 解 因为a +b +c =0, 所以(a +b +c )⋅(a +b +c )=0, 即 a ⋅a +b ⋅b +c ⋅c +2a ⋅b +2a ⋅c +2c ⋅a =0, 于是23)111(21)(21-=++-=⋅+⋅+⋅-=⋅+⋅+⋅c c b b a a a c c b b a .4、设已知向量a =2i -3j +k , b =i -j +3k 和c =i -2j , 计算: (1)(a ⋅b )c -(a ⋅c )b ; (2)(a +b )⨯(b +c ); (3)(a ⨯b )⋅c .解 (1)a ⋅b =2⨯1+(-3)⨯(-1)+1⨯3=8, a ⋅c =2⨯1+(-3)⨯(-2)=8, (a ⋅b )c -(a ⋅c )b =8c -8b =8(c -b )=8[(i -2j )-(i -j +3k )]=-8j -24k .(2)a +b =3i -4j +4k , b +c =2i -3j +3k ,k j k j i c b b a --=--=+⨯+332443)()(. (3)k j i k j i b a +--=--=⨯58311132,(a ⨯b )⋅c =-8⨯1+(-5)⨯(-2)+1⨯0=2.5、一平面过点(1, 0, -1)且平行于向量a =(2, 1, 1)和b =(1, -1, 0), 试求这平面方程.解 所求平面的法线向量可取为k j i k j i b a n 3011112-+=-=⨯=,所求平面的方程为(x -1)+(y -0)-3(z +1)=0, 即x +y -3z -4=0.6、用对称式方程及参数方程表示直线⎩⎨⎧=++=+-421z y x z y x . 解 平面x -y +z =1和2x +y +z =4的法线向量为n 1=(1, -1, 1), n 2=(2, 1,1), 所求直线的方向向量为k j i k j i n n s 3211211121++-=-=⨯=.在方程组⎩⎨⎧=++=+-421z y x z y x 中, 令y =0, 得⎩⎨⎧=+=+421z x z x , 解得x =3, z =-2. 于是点(3, 0, -2)为所求直线上的点.所求直线的对称式方程为32123+==--z y x ;参数方程为x =3-2t , y =t , z =-2+3t .7、求直线⎩⎨⎧=---=+-0923042z y x z y x 在平面4x -y +z =1上的投影直线的方程. 解 过直线⎩⎨⎧=---=+-0923042z y x z y x 的平面束方程为 (2+3λ)x +(-4-λ)y +(1-2λ)z -9λ=0.为在平面束中找出与已知平面垂直的平面, 令(4 -1, 1)⋅(2+3λ, -4-λ, 1-2λ)=0, 即4⋅(2+3λ)+(-1)⋅(-4-λ)+1⋅(1-2λ)=0. 解之得1113-=λ. 将1113-=λ代入平面束方程中, 得 17x +31y -37z -117=0.故投影直线的方程为⎩⎨⎧=--+=+-011737311714z y x z y x . 8、设3||=a , |b |=1, 6) ,(^π=b a , 求向量a +b 与a -b 的夹角.解 |a +b |2=(a +b )⋅(a +b )=|a |2+|b |2+2a ⋅b =|a |2+|b |2+2|a |⋅|b |cos(a ,^ b )76cos 3213=++=π,|a -b |2=(a -b )⋅(a -b )=|a |2+|b |2-2a ⋅b =|a |2+|b |2-2|a |⋅|b |cos(a ,^ b )16cos 3213=-+=π.设向量a +b 与a -b 的夹角为θ, 则721713||||||||||||)()(cos 22=⋅-=-⋅+-=-⋅+-⋅+=b a b a b a b a b a b a b a θ, 72arccos =θ.。
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1-7两个重要极限练习题教学过程:弓I 入：考察极限si nxlim ---- x 0x当x 取负值趋近于 0时，-X 0, -x>0, sin(-x)>0 .于是sinx sin( x) lim -- lim —-__-. x 0 X x 0( x)综上所述，得sin X 一.lim 1 . x 0Xlim 沁1的特点： x 0X(1) 它是“0”型，即若形式地应用商求极限的法则，得到的结果是(2) 在分式中同时出现三角函数和 X 的幕. 如果lim (x)=0,(a 可以是有限数X 0,或),x asin x出arcsinx求 lim ------ .x 0x令 arcsinx=t ，贝U x=sint 且 x问题1:观察当x0时函数的变化趋势:当x 取正值趋近于0时，sin2L 1,即lim 耳巴仝=1 ； x x 0x 推广lim x a sin X x=limx 0sin X =1 xlim = lim x 0 x x 0 cosx x lim s ^nx x 0x COSXlim sinxx 0 lim --- x 0cosx1 1 1.求lim 沁.x 0 xsin3x 3sin3x lim ------- = lim x 0 x x 0击，-1 cosx 求 lim -- 2—x 0 x 23x(令3x t) 3ltim Sint 1 cosx _X1叫二叫2si n 2x _____ 2 x 2 .2 x sin — lim - 2x 0 x c 2(-)2 x im.x sin — 2 .xsin —2 x 2limorcs^n^wm 丄 1. X 0 X t 0si nt缶 tanx sinx 求limX 0例6 求 lim(1 2)X.XX所以limtanX sinXX 0X 3sinx Sinx = lim — X 0 X 31 COSX sinx ------ lim ----- 3C0SX_ 0 X 3 考察极限=lim S i nX lim —— X 0 X X 0 COSX lim 1 C 0sx丄 x 0 X 22 1 X-）e当X 取正值并无限增大时，（1丄）X是逐渐增大的，但是不论 X 如何大，（1丄）X的值XX总不会超过3•实际上如果继续增大 X.即当X +时，可以验证（1丄）X是趋近于一个确定X的无理数e=.当X -时，函数（1 — ）x有类似的变化趋势，只是它是逐渐减小而趋向于e.X综上所述，得 一 1 x二. lim （1 -）x=e .xX丄）x=e 的特lim(1lim （1+无穷小）无穷大案(2) “无穷小”与“无穷大”的解析式互为倒数.推广(1)若lim （X ）= ,（a 可以是有限数X 0, 或 ），则lim 1(X)()=e;(2)若lim X a（x ）=O,（a 可以是有限数 X 0, ），则limX a1 X 帀 limX 0（X ）=e. 变形令1=t,X如果在形式上分别对底和幕求极限，得到的是不确定的结果定型.时to ，代入后得到li m1，因此通常称之为1不问题2:观察当x +时函数的变化趋势:2 2 令一_=t ，贝y x=——xt两个重要极限在求极限过程中有着很重要的作用，特别要注意其变式。
见首页 § 2-1导数的概念教学过程： 引入： 一、两个实例实例1瞬时速度考察质点的自由落体运动.真空中，质点在时刻 t=o 到时刻t 这一时间段内下落的路程 s 由公式s = — gt 2来确定.现在来求t=1秒这一时刻质点的速度.2当t 很小时，从1秒到1+ t 秒这段时间内，质点运动的速度变化不大，可以这段时间 内的平均速度作为质点在t=1时速度的近似.于是当x 时t 0, 2t)壬lim(1 x -)x= lim(1 x t 0例7 求 lim (3x2 x )x-x解令 3 x=1 + u ，则 x=2 — 1•2 xu当x 时u 0,于是lim (3x 2:心叩 21u) u=[lim(1u 01u 円例8 求 lim(1 tanx)cotx•解设 t=tanx.1贝 U — = cotx. t当x 0 时 t 0,于是lim(1 x 0tan x)cotx= lim(1 t)1t)q 2=e -1u) u (1 u)2] u)2]=e -1・小结: 作业:[呵u 叫［仆11t[lim(1上表看出，平均速度仝随着t 变化而变化，当 t 越小时，仝越接近于一个定值一 t9.8m/s .考察下列各式： 1 s=-g 2 (1+思考: 当t 越来越接近于 t)2- I g 12=1g[2 t+( t)2], 2 t ( t)2 t 0时，仝越来越接近于1秒时的 速度”现在取t 0的极限, t1 = 1g(2+ t)， 2 t g=9.8(m/s). lim —lim -g 2 0 t 02 t =1秒时速度为瞬时速度. 一般地，设质点的位移规律是 s=f (t)，在时刻t 时时间有改变量t, s 相应的改变量为 s=f(t+ t)-f(t)，在时间段t 到t+ t 内的平均速度为 -s f t t f t v = 一 -------------- , t t 对平均速度取10的极限，得 .. s .. f t t f t v(t)= li t m ^T li t m 0 -------------------------------------- 1 --- ， 称v(t)为时刻t 的瞬时速。
研究类似的例子 实例2曲线的切线 设方程为y=f(x)曲线为L .其上一点A 的坐标为(X 0,f(X 0)).在曲线上点A 附近另取一点 B,它的坐标是(X 0+ X, f(X 0+ X)).直线 AB 是曲线的割线，它的倾斜角记作 .由图中的 Rt ACB ，可知割线 AB 的斜率 t an - CB y f x 。
X fx 。
. AC X X在数量上，它表示当自变量从 X 变到X+ X 时函数f(x) 关于变量X 的平均变化率(增长率或减小率). 现在让点B 沿着曲线L 趋向于点A ，此时X 0, 过点A 的割线AB 如果也能趋向于一个极限位置一一 直线AT ,我们就称L 在点A 处存在切线AT .记AT 的倾斜角为 的斜率为为质点在 f(X 0+ x) ，则为的极限，若 90，得切线AT f(x o ) :A ■ X 0 ：C IX 0+ X y -lim tan - lim — X 0 X 0 X 在数量上，它表示函数 f(x)在X 处的变化率. 上述两个实例，虽然表达问题的函数形式 y-f(x)和自变量 要求函数y 关于自变量X 在某一点X 处的变化率. tan lim f(X 0 X)f(X 0) x 0X X 具体内容不同, 但本质都是1.自变量X 作微小变化X ，求出函数在自变量这个段内的平均变化率 y - 」，作为点 X X 处变化率的近似;2.对y 求X 0的极限lim —匕，若它存在，这个极限即为点 X 处变化率的的精确值.X 0 X二、导数的定义 1.函数在一点处可导的概念 定义 设函数y=f(x)在X o 的某个邻域内有定义.对应于自变量 X 在X o 处有改变量X, 函数y=f(x)相应的改变量为 y=f(x o + x)-f(x o ),若这两个改变量的比当X o 时存在极限，我们就称函数 y=f(x)在点X 0处可导, 点X 0处的导数(或变化率)，记作y |X x o 或 f并把这一极限称为函数 y =f(X)在 (x o )或空 XX 0 或 X X oy |XX o =f (Xo)=啊三 dx f(X o X) f (X o ) lim -- x 0X dx X 0 •即 (2-1) 比值一^表示函数y=f(x)在X o 到x o + X 之间的平均变化率，导数 X在点x o 处的变化率，它反映了函数 y=f(x)在点x o 处的变化的快慢. 如果当X o 时丄的极限不存在，我们就称函数y=f(x)在点X o 处不可导或导数不存在.X在定义中，若设 X=x o + X ，则(2-1)可写成y IX X o 则表示了函数 …、 f X f X of (x o)= lim --------x xo X X o(2-2)根据导数的定义，求函数 y=f(x)在点X o 处的导数的步骤如下: 第一步 求函数的改变量 y=f(x o + x)-f(x o )； 第二步求比值丄竺一X)心0)；XX第三步 求极限f (x o )= lim —•x 0X例1 求y=f(x)=X 2在点X=2处的导数. 解y=f(2+ x)-f(2)=(2+ X )2-22=4 X +( X )2； A 2 y 4 X X ,— ------------- =4+ X; X X |X =2=4 • lim --------x ——匚^丄存在时，称其极限值为函数 y=f(x)在点X o 处的左导数，记作x 0X f (x 0)；当lim ——x ——存在时，称其极限值为函数 y=f(x)在点X o 处的右导数， X 0 X l X m ^f=l X m o (4+x)=4 • 所以y 记作f(X 0)• 据极限与左、右极限之间的关系 f(X 0)存在 f(X 0),f (X o )，且 f (X 0)= f (X o ) = f (X 0)• 2.导函数的概念 如果函数y=f(x)在开区间(a ,b)内每一点处都可导， 就称函数y=f(x)在开区间(a,b)内可 导.这时，对开区间(a,b)内每一个确定的值X o 都有对应着一个确定的导数 f (x o ),这样就在 开区间(a,b)内，构成一个新的函数，我们把这一新的函数称为 f(x)的导函数，记作等f(X)或y等.根据导数定义，就可得出导函数,.. .. f X X f Xf (x)=y = lim 丄- lim -X 0 X X 0 导函数也简称为导数.注意(1) f (x)是X的函数，(2)f(x)在点处的导数例2求y=C (C为常数)的导数.因为 y=C-C=0, —y =0，所以 y = lim —=0 .X X x 0 X(C) =0常数的导数恒等于零).3求 y=x n(n N, x R)的导数.因为 y=(x+ x)n-x n=nX n'1 x+ C n2x n■2( x)2+...+( x)n,y= nx n-1 + C2x n-2 x+...+( x)n-1,X (2-3)而f(X0)是一个数值f(X0)就是导函数f(X)在点X0处的函数值.从而有y = lim —= lim [ X 0X X 0(X n ) =n X n-1.可以证明，一般的幕函数 (X ) = X -1.例如(J x ) =(x- ) =lx2nx n-1 +C 2x n-2 x+...+( x)n-1]= nx n-1y=x , ( R, x>0)的导数为1；(丄)=(X -1) =-X '2 =X例4 求y=sinx, (x R)的导数.解 y =sin(x X) sinx X X在§ 1-7中已经求得ylim 」-=cosx ,x 0x即(sinx) =cosx.用类似的方法可以求得 y=cosx, (x R)的导数为(cosx) =-s inx.例 5 求 y=log a x 的导数(a >0, a 1, x>0). 解 对a=e 、y=lnx 的情况，(lnx)=-.x在§ 1-7中已经求得为对一般的a ，只要先用换底公式得y=l0g a X = M ，以下与§ 1-7完全相同推导，可得In a(log a x) =—1—.x l n a三、导数的几何意义方程为y=f(x)的曲线，在点 A(x o ,f(x o ))处存在非垂直切线 AT 的充分必要条件是 f(x)在X 0存在导数f (x 0)，且AT 的斜率k=f (X 0).导数的几何意义 --- 函数y = f(x)在X 0处的导数f(X 0)，是函数图象在点(X 0,f(X 0))处切线的斜率，另一方面也可立即得到切线的方程为故所求的切线方程为y+ln2=2(x-丄)，即 y=2x-1-ln2 .2四、可导和连续的关系如果函数y=f(x)在点x o 处可导，则存在极限y=f (x o ),则一(x o )+ ( lim =0)，或 y = f (x o ) x+ x ( lim =0),x xx 0 x 0所以 lim y= lim [f (x o ) x+ x]=0.X 0这表明函数y=f(x)在点x o 处连续.但y=f(x)在点x o 处连续，在x o 处不一定是可导的. 例如：(1) y=|x|在x=0处都连续但却不可导.§4-2换元积分法y-f (x o )=f (x 0)(x-x o )(2-4)过切点A (x o ,f(x o ))且垂直于切线的直线，称为曲线 y=f(x)在点A (x o ,f(x o ))处的法线，则当切线非水平(即f (x o ) 0)时的法线方程为1y-f (x o )=- (x-x o )f (X o )例6求曲线y=s inx 在点(_,丄)处的切线和法线方程.6 2=73— --21 J 3 y ―- =—(X--),2 2 6 y12A /5( \y -- = - — (x -—).236例7求曲线y=Inx 平行于直线y=2x 的切线方程.解 设切点为A(x o , y o ),则曲线在点A 处的切线的斜率为 y (x o ),1解(sinx)x飞=C0Sx所求的切线和法线方程为法线方程y (x 0)=(ln x)(2-5)Xxo‘X o因为切线平行于直线 y =2x,,所以 丄=2,即x o = 1；又切点位于曲线上，因而y o =ln 」=-In2 .X o 2 2l X m直的.(2) y = V x 在x=0处都连续但却不可导注意在y 点,|X(0,0)处还存在切线，只是切线是垂学生思考:2设函数f(x)= x‘x 1, x 0，讨论函数x 0■:X(X)在 x=0处的连续性和可导性.小结：明确导数就是函数相对 作业：见首页OJi~的变1化率。