高中数学知识点精讲——极限和导数

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第十二章 极限和导数

一、数学归纳法:

1、数学归纳法的步骤:“两步一结论”.

2、数学归纳法的应用:主要用于证明与自然数有关的恒等式和不等式.

3、重要的数学思想和方法:“归纳—猜想—证明”. 习题:① 用数学归纳法证明:1111111

1

1234

21212

2n n n n n

-

+-++

-=+++

-++. ② 用数学归纳法证明:

111

1

122334

(1)

n n n +++

<⋅⋅⋅+. *(N )n ∈

③ 已知数列{}n a 满足2n n S n a =-,求n a .

二、极限

1、数列极限:

(1)公式:lim n C C →∞

=(C

为常数);1

lim

0p

n n →∞=(p>0);

0 1lim 1 1

11n n q q q q q →∞

⎧<⎪

==⎨⎪>=-⎩

不存在或. (2)运算法则:

若数列{}n a 和{}n b 的极限都存在,则{}n a 和{}n b 的和、差、积、商的极限等于{}n a 和{}n b 的极限的和、差、积、商.

例题:① 将直线1:10l x y +-=、2:0l nx y n +-=、3:0l x ny n +-=(*

n N ∈,2n ≥)围成的三角形面积记为n S ,则lim n n S →∞

= .

② 已知p 和q 是两个不相等的正整数,且2q ≥,则111lim 111p

q n n n ∞

⎛⎫+- ⎪⎝⎭=⎛⎫+- ⎪⎝⎭

→ .

习题:① 135(21)

lim

(21)

n n n n →∞++++-=+ .

② 设0

n n

n b a b →∞-=_ ____.

③ 若(1

)1

lim

2n a n n a

∞++=+→,则a

④ 2

2

1

lim

2(11)

n n n n →∞

+--等于 .

⑤ 数列2141n ⎧⎫

⎬-⎩⎭

的前n 项和为S n ,则lim n n S →∞=________.

⑥ 已知数列{}n a 的首项10a ≠,其前n 项的和为n S ,且112n n S S a +=+,则lim n

n n

a S →∞= .

2、函数极限:

(1)公式:lim x C C →∞

= (C 为常数);1

lim

0p

x n →∞= (p>0);

0 1lim 1 1

11x x a a a a a →+∞⎧<⎪==⎨⎪>=-⎩不存在或;0 1lim 1 1 11x x a a a a a →-∞

⎧>⎪

==⎨⎪<=-⎩

不存在或. (2)运算法则:

若函数()f x 和)(x g 的极限都存在,则函数)(x f 和)(x g 的和、差、积、商的极限等于)(x f 和)(x g 的极限的和、差、积、商.

习题:① 21

1lim

______34x x x x →-=+-;

2241

lim()42x x x

→--=-+ . ② 已知22lim

7x ax cx bx c →∞+=+,lim 5x bx c cx a

→∞+=+,且0bc ≠,则22lim x ax bx c

cx ax b →∞++=++ . ③ 22

2

sin lim(

tan )cos x x

x x

π

-= .

3、函数的连续性:

函数)(x f 在0x x =处连续的充要条件是0

0lim ()()x x f x f x →=.

习题:① 已知函数2 3 ( 0 )

() (0 )x x f x a x +≠⎧=⎨=⎩

在x =0处连续,则a = .

② 已知2 3 , 1

() 2 , 1

x x f x x +≠⎧=⎨

=⎩,下面结论正确的是 ( )

(A )()f x 在1x 处连续 (B )(1)

5f

(C ) 1

lim ()2x f x -

→= (D ) 1

lim ()2x f x →= ③ 若2

1

lim(

)111x a b

x x

→-=--,则常数b a ,的值分别为 .

三、导数

1、导数的概念:

(1)导数的定义:函数()y f x =在0x

x 处的导数/0000()()

()lim

x f x x f x f x x

∆→+∆-=∆.

(2)导数的几何意义:曲线()y f x =上点00(,())x f x 处的切线的斜率为/

0()f x .因此曲线

()y f x =在点()(,00x f x )处的切线方程为/000()()()y f x f x x x -=-.

(3)导数的物理意义:

若质点运动的位移函数为S =s (t ),则0t t 时质点运动的瞬时速度是0'()s t .

例题:① 若000

(2)()

lim 13x f x x f x x

∆→+∆-=∆,则0'()f x 等于 .

② 若曲线12

y x

-=在点12

(,)a a

-处的切线与两个坐标围成的三角形的面积为18,则a = .

③ 如图,一个正五角星薄片(其对称轴与水面垂直)匀速地升出水面,记t 时刻五角星露出水面部分的图形面积为()()()

00S t S =,则导函数()y S t '=的图像大致为

④ 已知曲线314()33

f x x =

+. (1) 求曲线在点(2,4)P 处的切线方程; (2) 求曲线过点(2,4)P 的切线方程. ⑤ 求抛物线2

y x =-上的点到直线4380x y +-=距离的最小值.

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