第一篇:用定义证明函数极限方法总结
144163369.doc
用定义证明函数极限方法总结:
用定义来证明函数极限式limf(x)c,方法与用定义证明数列极限式类似,只是细节xa
不同。
方法1:从不等式f(x)c中直接解出(或找出其充分条件)xah(),从而得h()。
方法2:将f(x)c放大成xa,解xa,得xah(),从而得
h()。
部分放大法:当f(x)c不易放大时,限定0xa1,得f(x)cxa,解xa,得:xah(),取min1,h()。
用定义来证明函数极限式limf(x)c,方法: x
方法1:从不等式f(x)c中直接解出(或找出其充分条件)xh(),从而得Ah()。
方法2:将f(x)c放大成xa,解xa,得xh(),从而得
Ah()。
部分放大法:当f(x)c不易放大时,限定xA1,得f(x)cxa,解xa,得:xh(),取AmaxA1,h()。
平行地,可以写出证明其它四种形式的极限的方法。
例1 证明:lim(2x3)7。x2
证明:0,要使:
(2x3)72x2,只要 2x2,即0x2
取2,
2,即可。
x212。例2 证明:lim2x12xx13
x1x212x12分析:因为,放大时,只有限制22xx132x1332x1
0x1,即0x2,才容易放大。
证明:0,限制0x1,即0x2,要使;
x1x1x1x1x212x12
,只要
32x2x132x1332x132x13
即0x3,取min(1,3),即可。
例3
证明:(a1)。
xa
证明:0,限制0xa
1a1a
1,要使:,所以x
22
,只要
1a,,即可。,取min,即0xa
22
x3,x1
例4 设f(x),证明:limf(x)1。
x1
2,x1
证明:当x1时,f(x)1x1x1xx1
限制0x1,则xx112,xx17。0,要使:
f(x)1x1x2x17x1,只要7x,即x1
7,取
min,当0x1时,有:
7
f(x),limf(x)1
x1
说明:这里限制自变量x的变化范围0x1,必须按自变量x的变化趋势来设计,xa时,只能限制x在a点的某邻域内,不能随便限制!
错解:设x1,则xx13,要使:
f(x)1x1x2x13x1,只要0x1
,取min1,,3
当0x1时,有:f(x)1。limf(x)1。
x1
例5 证明:lim
1。
x12x1
2x11
证明:考察,2x12x1112x1 1
2x12x1
限制0x1
111,则2x112x11。0,要使: 422
2x1
4x1,只要4x,即x1,42x12x1
1
44
1,2x1
取min,,当0x时,有:lim
x1
1。
2x1
1,则4
说明:在以上放大f(x)A(即缩小2x1)的过程中,先限制0x1得:2x1
11。其实任取一个小于的正数1,先限制0x11,则22
0x1或0x1,则不2x1x1112m(如果是限制0
例6 证明:lim
能达到以上目的)。
x
2。
x24x7
证明:考察
7x271x,仅在x的邻域内无界,所以,限制2
44x74x74x7
171
0x2(此邻域不包含x点),则4x74x2114x2。
842
0,要使:
7x27x2x
只要14x2,即x2,214x2,144x74x714x2
取min,x1,当时,有:2,0x2
4x7814
x
2。
x24x7
x0
lim
x
例7 用定义证明极限式:lima1,(a1)
证明:0(不妨1),要使:
ax11ax1loga1xloga1(由对数函数
。于是,取minloga1, loga10,f(x)logax是单调增函数)
xx
当0x0时,有:a1。故lima1。证毕
x0
例8 设f(x)0,limf(x)
A,证明:lim
xx0
xx0
n2为正整数。
证明:(用定义证明)因为,f(x)0,由极限保不等式性知,A0;当A0时,0,由limf(x)A,知:0,当0xx0时,有:f(x)A
xx0
f(x)A
n1
n2
n2
n1
f(x)A
n1
n1,故:lim
xx0
im(f)x0当A0时:0,由l
xx,知:
0,当0xx0时,有:
f(x)
0lim
xx0
0。证毕
第二篇:函数极限的定义证明
习题13
1.根据函数极限的定义证明:
(1)lim(3x1)8;x3
(2)lim(5x2)12;x2
x244;(3)limx2x2
14x3
(4)lim2.x2x12
1证明(1)分析 |(3x1)8||3x9|3|x3|, 要使|(3x1)8| , 只须|x3|.3
1证明 因为 0, , 当0|x3|时, 有|(3x1)8| , 所以lim(3x1)8.x33
1(2)分析 |(5x2)12||5x10|5|x2|, 要使|(5x2)12| , 只须|x2|.5
1证明 因为 0, , 当0|x2|时, 有|(5x2)12| , 所以lim(5x2)12.x25
(3)分析
|x(2)|.x24x24x4x24(4)|x2||x(2)|, 要使(4), 只须x2x2x2
x24x24(4), 所以lim4.证明 因为 0, , 当0|x(2)|时, 有x2x2x2
(4)分析 14x31114x312, 只须|x()|.2|12x2|2|x()|, 要使2x12x1222
14x31114x3
2, 所以lim证明 因为 0, , 当0|x()|时, 有2.12x12x122x2.根据函数极限的定义证明:
(1)lim1x3
2x3
sinxx1;2(2)limxx0.证明(1)分析
|x|1
1x32x311x3x322x312|x|3, 要使1x32x311, 只须, 即322|x|2.证明 因为 0, X(2)分析
sinxx0
12, 当|x|X时, 有1x
1x32x311x31, 所以lim.x2x322
1x
, 即x
sinxx
|sinx|x
, 要使
sinx
证明 因为0, X
2, 当xX时, 有
xsinxx
0, 只须
.0, 所以lim
x
0.3.当x2时,yx24.问等于多少, 使当|x2|<时, |y4|<0.001?
解 由于x2, |x2|0, 不妨设|x2|1, 即1x3.要使|x24||x2||x2|5|x2|0.001, 只要
|x2|
0.001
0.0002, 取0.0002, 则当0|x2|时, 就有|x24|0.001.5
x21x
34.当x时, y
x21x23
1, 问X等于多少, 使当|x|>X时, |y1|<0.01?
解 要使1
4x23
0.01, 只|x|
3397, X.0.01
5.证明函数f(x)|x| 当x0时极限为零.x|x|
6.求f(x), (x)当x0时的左﹑右极限, 并说明它们在x0时的极限是否存在.xx
证明 因为
x
limf(x)limlim11,x0x0xx0x
limf(x)limlim11,x0x0xx0limf(x)limf(x),
x0
x0
所以极限limf(x)存在.x0
因为
lim(x)lim
x0
x0
|x|x
lim1,x0xx|x|xlim1,xx0x
lim(x)lim
x0
x0
lim(x)lim(x),
x0
x0
所以极限lim(x)不存在.x0
7.证明: 若x及x时, 函数f(x)的极限都存在且都等于A, 则limf(x)A.x
证明 因为limf(x)A, limf(x)A, 所以>0,x
x
X10, 使当xX1时, 有|f(x)A|;X20, 使当xX2时, 有|f(x)A|.取Xmax{X1, X2}, 则当|x|X时, 有|f(x)A| , 即limf(x)A.x
8.根据极限的定义证明: 函数f(x)当xx0 时极限存在的充分必要条件是左极限、右极限各自存在并且相等.证明 先证明必要性.设f(x)A(xx0), 则>0, 0, 使当0<|xx0|< 时, 有
|f(x)A|<.因此当x0 |f(x)A|<.这说明f(x)当xx0时左右极限都存在并且都等于A.再证明充分性.设f(x00)f(x00)A, 则>0,1>0, 使当x01 | f(x)A|< ,即f(x)A(xx0).9.试给出x时函数极限的局部有界性的定理, 并加以证明.解 x时函数极限的局部有界性的定理 如果f(x)当x时的极限存在 则存在X0及M0 使当|x|X时 |f(x)|M 证明 设f(x)A(x) 则对于 1 X0 当|x|X时 有|f(x)A| 1 所以|f(x)||f(x)AA||f(x)A||A|1|A| 这就是说存在X0及M0 使当|x|X时 |f(x)|M 其中M1|A| 习题2-2 1.利用函数极限定义证明: (3).limxsinx01x0; x|1,则当 0|x| 时, 有 证明: 对于任意给定的正数 0, 取 , 因为 |sin x1x1xxsin|x|sin|x|,所以limxsinx00.2.利用无穷大量定义证明: (1)lim1x 4x; 1x 4证明:对于任意给定的正数 G0, 取 M4G1, 则当 |x|M 时, 有 | 所以 lim1x 4.|G,x 5.证明:若limf(x)A,则lim|f(x)||A|.xx0xx0证明:对于任意给定的正数 0, 由于limf(x)A,存在0,使得当 xx0 0|xx0|时, 都有|f(x)A|,而 |f(x)A||f||A||fA|,即||f(x)||A||,所以lim|f(x)||A|.xx0 例 1、用数列极限定义证明:limn20 nn27 n2时n2(1)2n(2)2nn22(3)24(4)|20|222 nn7n7n7nnn1nn 2上面的系列式子要想成立,需要第一个等号和不等号(1)、(2)、(3)均成立方可。第一个等号成立的条件是n>2;不等号(1)成立的条件是2 n4,即n>2;不等号(4)成立的条件是n[],故取N=max{7, 2 44[]}。这样当n>N时,有n>7,n[]。因为n>7,所以等号第一个等号、不等式(1)、(2)、(3)能成立;因为n[],所以不等号(3)成立的条件是1 |不等式(4)能成立,因此当n>N时,上述系列不等式均成立,亦即当n>N时,在这个例题中,大量使用了把一个数字放大为n或n20|。n27n的方法,因此,对于具体的数,....... 2可把它放大为(k为大于零的常数)的形式 ......kn............... n40 nn2n 1n4n4n4时nn2n2(1)|20|22 nn1nn1nn1n2n 22不等号(1)成立的条件是n[],故取N=max{4, []},则当n>N时,上面的不等式都成例 2、用数列极限定义证明:lim 立。 注:对于一个由若干项组成的代数式,可放大或缩小为这个代数式的一部分。如: ................................ n2n1n 2n2n1n nnn22 n(n1)2n 1(1)n 例 3、已知an,证明数列an的极限是零。2(n1) (1)n1(1)1(2) 证明:0(设01),欲使|an0|||成立 22(n1)(n1)n1 11解得:n1,由于上述式子中的等式和不等号(1)对于任意的正整n1 1数n都是成立的,因此取N[1],则当n>N时,不等号(2)成立,进而上述系列等式由不等式 和不等式均成立,所以当n>N时,|an0|。 在上面的证明中,设定01,而数列极限定义中的是任意的,为什么要这样设定?这样设定是否符合数列极限的定义? 在数列极限定义中,N是一个正整数,此题如若不设定01,则N[1]就有1 可能不是正整数,例如若=2,则此时N=-1,故为了符合数列极限的定义,先设定01,这样就能保证N是正整数了。 那么对于大于1的,是否能找到对应的N?能找到。按照上面已经证明的结论,当=0.5时,有对应的N1,当n>N1时,|an0|<0.5成立。因此,当n>N1时,对于任意的大于1的,下列式子成立: |an0|<0.5<1<,亦即对于所有大于1的,我们都能找到与它相对应的N=N1。因此,在数列极限证明中,可限小。只要对于较小的能找到对应的N,则对于较大的... 就自然能找到对应的N。 函数极限证明 记g(x)=lim^(1/n),n趋于正无穷; 下面证明limg(x)=max{a1,...am},x趋于正无穷。把max{a1,...am}记作a。 不妨设f1(x)趋于a;作b>a>=0,M>1; 那么存在N1,当x>N1,有a/M<=f1(x)注意到f2的极限小于等于a,那么存在N2,当x>N2时,0<=f2(x)同理,存在Ni,当x>Ni时,0<=fi(x)取N=max{N1,N2...Nm}; 那么当x>N,有 (a/M)^n<=f1(x)^n<=f1(x)^n+...fm(x)^n所以a/M<=^(1/n)第三篇:利用函数极限定义证明11
第四篇:用极限定义证明极限
第五篇:函数极限证明