高等数学同济第七版第一章精ppt课件

习题课 函数与极限
一、 函数 二、 连续与间断 三、 极限
第一章
一、 函数
1. 概念
定义: 设 D R , 函数为特殊的映射:
f :D
定义域
f (D) R
值域
其中 f (D) y y f (x), x D
图形:
y
C (x , y) y f (x), x D
( 一般为曲线 )
y f (x)
x
1 sin
) x
1 sin 2
x
sin
2
x
1
(sin x 1 )2 3
f (x) x2 3
sin x
例1. 设 f (x) f ( xx1) 2x , 其中 x 0 , x 1 ，求 f (x).
解: 利用函数表示与变量字母的无关的特性 .
令
t
x1 x
,
即
x
1 1t
,
代入原方程得
5)],
x8 x8
,求
f (5) .
解: f (5) f [ f (10) ] f (10 3) f (7) f [ f (12) ]
f (12 3 ) f (9) 6
6. 设 f (sin x 1 ) csc2 x cos2 x , 求 f (x). sin x
解:
f
(sin
f (D1)
5. 初等函数
有限个常数及基本初等函数 经有限次四则运算与
复合而成的一个表达式的函数.
思考与练习
1. 下列各组函数是否相同 ? 为什么?
(1) f (x) cos(2arccos x) 与(x) 2x2 1, x [1,1]
相同
(2)
f
(x)
ax
, ,
x x
a a
与 ( x)
1a
2
证明 f (x) 对一切 x 都连续 .
提示:
lim f (x x) lim [ f (x) f (x)]
x0
x0
f (x) f (0)
f (x 0) f (x)
阅读与练习
P65 题 1 , 3(2) ; P74 题 *6
P74 题*6. 证明: 若 f (x) 在 ( , )内连续, lim f (x)
cos x , 提示: (2) y
sin x ,
0
x
π 4
π 4
x
π 2
3. 下列函数是否为初等函数 ? 为什么 ?
(1)
f (x) xx, ,
x0 x0
x2
(2) f (x) 11,,
x0 x0
x2 , x
x0
y⑵
1
O 1 x
y⑶
4
2
O1
x
(3)
f
(x)
2, 4,
x x
1 1
3
1, 1,
f
(11t )
f
(t)
2 1t
,
即
f
(11x)
f
(x)
2 1 x
令
1 1 x
uu1 ,
即
x
1 1u
,
代入上式得
f (uu1)
f
(11u )
2(u1) u
,
即
f ( xx1)
f
(11x)
2( x1) x
画线三式联立
f (x) x 1 1 1 x 1 x
二、 连续与间断
1. 函数连续的等价形式
5)],
x8 x8
, 求 f (5) .
6. 设 f (sin x 1 ) csc2 x cos2 x , 求 f (x). sin x
4.
解:
f
(
x
)
e
x
2
,
f [ (x)] e 2(x)
由
e 2 (x) 1 x
得 (x) ln(1 x) ,
x (,0]
5.
已知
f
(x)
x f
wk.baidu.com
3, [ f (x
O
D
x
2. 特性 有界性 , 单调性 , 奇偶性 , 周期性
3. 反函数
设函数 f : D f (D) 为单射, 反函数为其逆映射
f 1 : f (D) D
4. 复合函数
给定函数链 f : D1 f (D1) g : D g(D) D1
D
g g(D)D1
f g f
则复合函数为 f g : D f [g(D) ]
x
(a x)2
相同
(3)
f
(x)
x0
, ,
x0 x0
与(x) f [ f (x)]
相同
2. 下列各种关系式表示的 y 是否为 x 的函数? 为什么?
(1) y 1
不是
sin x 1
(2)
y max sin x , cos x ,
x
[
0,
π 2
]
是
(3) y arcsin u , u 2 x2 不是
lim (x
x0
a)(x 1) exb
a 1b
0
a 0,b1
x 1 为可去间断点 , lim ex b 极限存在
x1 x (x 1)
lim(ex b) 0
x1
b limex e
x1
例4. 设 f (x) 定义在区间 ( , ) 上 , 且对任意实数
x, y 有 f (x y) f (x) f ( y) , 若 f (x) 在 x 0 连续,
x0
x2
2
f (0 ) lim ln (b x2) ln b
x0
a 1 ln b 2
1 cos x ~ 1 x2 2
例3. 设函数
f (x) ex b (x a)(x 1)
有无穷间断点
x0
及可去间断点 x 1,试确定常数 a 及 b .
解: x 0 为无穷间断点, 所以
lim ex b x0 (x a)(x 1)
3. 闭区间上连续函数的性质
有界定理 ; 最值定理 ; 零点定理 ; 介值定理 .
例2. 设函数 f (x)
a (1cos x2
x)
,
1,
ln( b x2) ,
x0 x0 x0
在 x = 0 连续 , 则 a = 2 , b = e .
提示: f (0 ) lim a (1 cos x) a
lim
xx0
f
(x)
f
(x0 )
lim y 0
x0
x x x0 , y f (x0 x) f (x0)
f (x0 ) f (x0 ) f (x0 )
0, 0, 当 x x0 时, 有
f (x) f (x0 )
2. 函数间断点
第一类间断点 第二类间断点
可去间断点 跳跃间断点 无穷间断点 振荡间断点
x
存在, 则 f (x) 必在 ( , )内有界.
证: 令lim f (x) A, 则给定 0, X 0,当 x X
x
时, 有
A f (x) A
又 f (x) C[X , X ] , 根据有界性定理, M1 0 , 使
x 13 x 1
(4)
f
(x)
1 1
x3 x3
, ,
x 0 1 x0
x6 ,
xR
以上各函数都是初等函数 .
(x 1)2 x 1 x 1
y1 ⑷
Ox
4. 设 f (x) ex2 , f [(x)] 1 x , 且(x) 0, 求 (x)
及其定义域 .
5.
已知
f
(x)
x f
3, [ f (x