第一篇:高三数学教案:第四节函数的连续性及极限的
第四节
函数的连续性及极限的应用
1.函数在一点连续的定义: 如果函数f(x)在点x=x0处有定义,limf(x)存在,且limf(x)=f(x0),xx0
xx0那么函数f(x)在点x=x0处连续.2..函数f(x)在点x=x0处连续必须满足下面三个条件.(1)函数f(x)在点x=x0处有定义;
(2)limf(x)存在;
xx0(3)limf(x)=f(x0),即函数f(x)在点x0处的极限值等于这一点的函数值.xx0如果上述三个条件中有一个条件不满足,就说函数f(x)在点x0处不连续.那根据这三个条件,我们就可以给出函数在一点连续的定义. 3.函数连续性的运算: ①若f(x),g(x)都在点x0处连续,则f(x)±g(x),f(x)•g(x),f(x)(g(x)≠0)也在点
g(x)x0处连续。
②若u(x)都在点x0处连续,且f(u)在u0=u(x0)处连续,则复合函数f[u(x)]在点x0处连续。
4.函数f(x)在(a,b)内连续的定义:
如果函数f(x)在某一开区间(a,b)内每一点处连续,就说函数f(x)在开区间(a,b)内连续,或f(x)是开区间(a,b)内的连续函数.f(x)在开区间(a,b)内的每一点以及在a、b两点都连续,现在函数f(x)的定义域是[a,b],若在a点连续,则f(x)在a点的极限存在并且等于f(a),即在a点的左、右极限都存在,且都等于f(a),f(x)在(a,b)内的每一点处连续,在a点处右极限存在等于f(a),在b点处左极限存在等于f(b).5.函数f(x)在[a,b]上连续的定义:
如果f(x)在开区间(a,b)内连续,在左端点x=a处有
xalimf(x)=f(a),在右端点x=b处有xblimf(x)=f(b),就说函数f(x)在闭区间[a,b]上连续,或f(x)是闭区间[a,b]上的连续函数.6.最大值最小值定理
如果f(x)是闭区间[a,b]上的连续函数,那么f(x)在闭区间[a,b]上有最大值和最小值 7.特别注意:函数f(x)在x=x0处连续与函数f(x)在x=x0处有极限的联系与区别。“连续必有极限,有极限未必连续。”
二、问题讨论 ●点击双基
1.f(x)在x=x0处连续是f(x)在x=x0处有定义的_________条件.A.充分不必要
B.必要不充分
C.充要
D.既不充分又不必要 解析:f(x)在x=x0处有定义不一定连续.答案:A πx的不连续点为 2.f(x)=πcosxcosA.x=0 B.x=2(k=0,±1,±2,„)2k1C.x=0和x=2kπ(k=0,±1,±2,„)
2(k=0,±1,±2,„)2k12πππ解析:由cos=0,得=kπ+(k∈Z),∴x=(kZ).2k1xx2D.x=0和x=又x=0也不是连续点,故选D 答案:D 3.下列图象表示的函数在x=x0处连续的是
yyOx0xOx0x①yy②Ox0xOx0x
A.①
B.②③
C.①④
D.③④ 答案:A
④③4.四个函数:①f(x)=
1;②g(x)=sinx;③f(x)=|x|;④f(x)=ax3+bx2+cx+d.其中在x=0x处连续的函数是____________.(把你认为正确的代号都填上)
答案:②③④
例1:讨论下列函数在给定点或区间上的连续性
1ex1(x0),点x=0;(1)f(x)1ex11(x0)x22(2)f(x)x4(x1),点x=-1。
(x1)解:(1)当x→0时,-1e1lim,lime0,因此=-1,1x0x0xex11x1x而limx0e1e11x1x=lim(1x02e11xf(x)limf(x),)=1,∵limx0x0∴f(x)在x=0处极限不存在,因此f(x)在x=0处不连续。
2(2)∵limf(x)lim(x2)3,limf(x)lim(x4)3,f(1)3,x1x1x1x1∴limf(x)3f(1),因此函数f(x)在x=-1处连续。
x1【思维点拨】函数在某点连续当且仅当函数在该点左、右连续(闭区间的端点例外)。
例2.(优化P208例1)1(x>0)(1)讨论函数f(x)=0(x=0),在点x0处的连续性-1(x<0)x(2)讨论函数f(x)=在区间0,3上的连续性x-3剖析:(1)需判断limf(x)=limf(x)=f(0).x0x0(2)需判断f(x)在(0,3)上的连续性及在x=0处右连续,在x=3处左连续.解:(1)∵limf(x)=-1, limf(x)=1, x0x0x0f(x), limf(x)≠limx0∴limf(x)不存在.∴f(x)在x=0处不连续.x0(2)∵f(x)在x=3处无定义, ∴f(x)在x=3处不连续.∴f(x)在区间[0,3]上不连续.x24练习:讨论函数f(x)的连续性;适当定义某点的函数值,使f(x)在区间(-3,3)
x2内连续。
解:显然函数的定义域为(,2)(2,),当x2时,f(x)x2,∴f(x)在(,2)上连续,在(2,)上连续。而f(x)在x2处不连续。
x24又∵limlim(x2)4,不妨设f(2)4,x2x2x2x24(x2)此时,f(x)在区间(-3,3)内连续。于是f(x)x2(x2)4例3.(优化P208例2)ex(x0)设函数f(x)= ax(x0)
当a为何值时,函数f(x)是连续的x解:limf(x)=(a+x)=a, f(x)=e=1,而f(0)=a,故当a=1时,limlimlimx0x0x0x0x0limf(x)=f(0), 即说明函数f(x)在x=0处连续,而在x≠0时,f(x)显然连续,于是我们可判断当a=1时, f(x)在(-∞,+∞)内是连续的.评述:分段函数讨论连续性,一定要讨论在“分界点”的左、右极限,进而断定连续性.例4.如图,在大沙漠上进行勘测工作时,先选定一点作为坐标原点,然后采用如下方法:从原点出发,在x轴上向正方向前进a(a>0)个单位后,向左转900,前进ar(0 (1)若有一小分队出发后与设在原点处的大本营失去联系,且可以断定此小分队的行动与原 y定方案相同,则大本营在何处寻找小分队?(2)若其中的r 为变量,且0 备用: Ox例题:利用连续函数的图象特征,判断方程:2x5x10是否存在实数根。 3解:设f(x)2x5x1,则f(x)在R上连续,又f(0)1,f(3)380,因此在3[-3,0]内必存在点x0使得f(x0)0,所以x0是方程2x5x10的一个实数根,因此方程2x5x10有实根。 【思维点拨】要判断方程是否有实根,即判断对应的连续函数yf(x)的图象是否与x轴有交点。 五、小结 1.函数f(x)在x=x0处连续必须具备三个条件:Ⅰ)函数f(x)在x=x0处及其附近有定义;Ⅱ)函数f(x)在x=x0处有极限;Ⅲ)函数f(x)在x=x0处的极限值等于这一点处的函数值f(x0)。2.如果函数f(x)在闭区间[a,b]上是连续函数,那么函数f(x)在闭区间[a,b]上有最大值和最小值。 六、课后作业: 极限的四则运算函数的连续性 极限的四则运算,函数的连续性 二.教学重、难点: 1.函数在一点处连续 2.函数在开区间,闭区间上连续 3.连续函数的性质 (1)若与在处连续,则,()在处也连续。 (2)最大、最小值,若是[]上的连续函数,那么在上有最大值和最小值,最值可在端点处取得,也可以在内取得。 【典型例题】 [例1] 求下列极限(1)(2)(3)(4)解:(1)原式(2)原式 (3)原式 (4)原式 [例2] 求下列各数列的极限(1)(2)(3)解:(1)原式(2)原式(3)原式 [例3] 已知数列是正数构成的数列,且满足,其中是大于1的整数,是正数。 (1)求的通项公式及前项和;(2)求的值。解: (1)由已知得 ∴ 是公比为的等比数列,则 (2)① 当时,原式 ② 当时,原式 ③ 当时,原式 [例4] 判定下列函数在给定点处是否连续。(1)在处;(2),在处。解:(1),但 故函数在处不连续(2)函数在处有定义,但,即 故不存在,所以函数在点处不连续。 [例5] 已知函数,试求:(1)的定义域,并画出的图象;(2)求,; (3)在哪些点处不连续。解: (1)当,即时,当时,不存在 当时,当时,即或时,∴ ∴ 定义域为()(),图象如图所示 (2) ∴ 不存在 (3)在及处不连续 ∵ 在处无意义 时,即不存在∴ 在及处不连续 [例6] 证明方程至少有一个小于1的正根。证明:令,则在(0,1)上连续,且当时。时,∴ 在(0,1)内至少有一个,使 即:至少有一个,满足且,所以方程至少有一个小于1的正根。 [例7] 函数在区间(0,2)上是否连续?在区间[0,2]上呢? 解:(且)任取,则 ∴ 在(0,2)内连续,但在处无定义 ∴ 在处不连续,从而在[0,2]上不连续 [例8] 假设,在上不连续,求的取值范围。 解:若函数,在上连续,由函数在点处连续的定义,必有,因为,所以,所以,若不连续,则且。 [例9] 设 (1)若在处的极限存在,求的值;(2)若在处连续,求的值。解: (1),因为在处极限存在,所以,所以,即(2)因为在处连续,所以在处的极限存在,且,由(1)知,且,又,所以。 【模拟试题】 一.选择题: 1.已知,则下列结论正确的是() A.B.不存在C.=1 D.= 2.的值为() A.5 B.4 C.7 D.0 3.的值为() A.1 B.0 C.D.4.的值为() A.B.C.1 D.5.若,则的取值范围是() A.B.C.D.6.若在上处处连续,则常数等于() A.0 B.1 C.2 D.7.在点处连续是在点处连续的() A.充分不必要条件 B.必要不充分条件 C.充分必要条件 D.既不充分也不必要条件 8.的不连续点是() A.无不连续点 B.C.D.二.解答题: 1.求下列极限: (1) (2) (3)2.为常数,1,求。 3.已知 (1)在处是否连续?说明理由;(2)讨论在和上的连续性。 【试题答案】 一.1.B 2.C 3.C D 二.1.解:(1)(2) ① 当时,∴ ② 当时,∴ ③ 当时,(3)2.解:∵ ∴ ∴,4.B 5.C 6.C 7.A 8.3.解: (1)∵,则 ∴ ∵,且 ∴ ∵ ∴ 不存在∴ 在处不连续(2)∵ ∴ 在上是不连续函数 ∵ ∴ 在上是连续函数。 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 ① ② ③ ④ 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 ① ② 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:1.3 2.3.4.a=2, b=-45.a=0 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:yxa(aR) 指数函数yax(a1且a1) 对数函数:ylogax(a0且a1) 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。 ·类比数列极限,函数极限有唯一性、局部有界性、局部保号性。 单侧极限(左极限、右极限) 【注】函数极限为每年的必考内容,常见于客观题中。一般为2~3题。 2. 两个重要极限 (1)limsinx1 x0x x类似得到:x→0时,x~ln(x+1)~arcsin x~arctan x~tan x(2)lim(1x)e x0 类似得到:lim(1)elim(1)xx1xx 1xx1 e ·此处,需提及无穷大,无穷小的概念,希望读者进行自学。 三、函数的连续性 1. 概念:函数f(x)在x0处的连续(f(x)在x0点左连续、f(x)在x0点右连续)函数f(x)在开区间(a,b)上的连续 函数f(x)在闭区间[a,b]上的连续 2. 函数的间断点分类 ● 跳跃式间断点:函数f(x)在点x0的左右极限都存在但不相等。 ● 函数在点x0的左右极限都存在且相等,但不等于该点的函数值(或函数值在该 点无定义) ● 振荡间断点:f(x)在点x0的左右极限至少有一个不存在。 3. 连续函数的和、积、商,初等函数的连续性 ● 有限个在某点连续的函数的和是一个在该点连续的函数。 ● 有限个再某点连续的函数的积是一个在该点连续的函数。 ● 两个在某点连续的函数的商事一个在该点连续的函数(分母在该点不为零)● 一切基本初等函数在定义域(或定义区间)上是连续的。 4. 闭区间上的连续函数的性质 ●(最大、最小定理)在闭区间上连续的函数一定有最大值和最小值。 ●(有界性定理)在闭区间上连续的函数一定在该区间上有界。 ●(零点定理)设函数f(x)在闭区间[a,b]上连续,且f(a)与f(b)异号(即f(a)·f(b)<0),那么在开区间(a,b)内至少有函数f(x)的一个零点。 ● 介值定理:设函数f(x)在闭区间[a,b]上连续,且在这区间的端点处取不同的函 数值f(a)=A及f(b)=B,那么,对于A与B之间的任意一个数C,在开区间(a,b) 内至少有一点ξ,使得f(b)=C(a<ξ 【注】函数的连续性,一般在客观题目中出现,分值不大,一般1~2题。 典型例题分析 【例1】(2010年真题)(工程类)计算极限limxsinx x0xsinx A.1B.-1C.0D.2sinx1这一重要极限。如此,我们不难解x0x sinxsinx11limxsinxx00。出该极限为0.即limlimx0xsinxx011limx0xx xcx)e6,则常数c=_________。【例2】(2010年真题)(工程类)设lim(xxc 1x1【解析】解决此类题目,我们要灵活运用lim(1)。xxe【解析】:解决此类题目,我们要深刻掌握lim 2cxxcx2cx 2ccxclim()lim(1)limexxcxxxc2c1ce2ce6。则c=-3。 1xsin,x0【例3】(2009年真题)(工程类)设f(x)若f(x)在点x=0处连续,则αx0,x0的取值范围是 A.(-∞,+ ∞)B.[0,+ ∞]C.(0,+ ∞)D.(1,+ ∞) 【解析】函数f(x)为一个分段函数,要使其在点x=0处连续,只需limxsinx010,不难x 发现x→0时,sin x 为有界的,我们只需满足limx0即可。易得,α>0。但α不能等于x0 0,否则limsinx010。x 提高训练 1、求下列函数的定义域 (1)y (2)y1 2x2x (3)y=lg(3x+1) (4)y1 1x22、判断一下函数的奇偶性 axax (1)y = tan x(2)ya(3)y 2x3、求下列函数的极限 1x34x2(1)lim(3x1)(2)lim3(3)limxsinx3x0x0xxx sin3x15sin2x(4)lim(5)lim(6)lim(1)x0xx01cosxxx 1ex,x0 4、讨论f(x)0,x0在x=0点的连续性。 x05、证明方程x3x1至少有一个根介于1和2之间。 【答案】 1、(1)[-1,1](2)(-∞,0)∪(0,2)∪(2,+∞)(3)(-1/3,+∞) (4)[-2,-1)∪(-1,1)∪(1,+∞) 2、(1)奇(2)非奇非偶(3)偶 3、(1)8(2)4(3)0(4)2(5)3(6) 14、连续 5、证明:记f(x)x3x1,f(1)=-3<0,f(2)=25>0。由零点存在定理知,至少存在一个零点介于1和2之间。即方程x3x1在1和2之间至少有一个根。555 为学生引路,为学员服务 2018考研数学知识点:函数极限及连续性内容总结 考研数学中的高等数学,为学生引路,为学员服务 大量的概念、性质以及无穷小量的阶的比较等等,特别是阶的比较,是常考的地方。 3.函数的连续性的定义,间断点的分类,以及连续函数的性质,特别是在闭区间上的连续函数的性质,也是常考的地方。 以上是本章的主要内容,既然是微积分学的基础啊,那么其重要性就不言而喻了,同时也每年都考。当然,由于本章的基本概念、基本理论和基本方法比较多,而这也是相关的考点。从以往的考试分析来说,得分率比较低,希望同学们一定概要重视三基的复习。通过试卷的分析,可以大致归纳一下常考的三种题型:求解极限;无穷小量的比较;间断点的分类判断。对于无穷小量的比较,实际上是求解blob.png型这一未定式的极限,而判断间断点的类型,也是求解极限。因此,这三种题型的中心就是求极限,实际上求极限是贯穿始终的。那么同学们的复习重点就在于求极限的常用方法:如倒代换,有理化,等价代换,洛必达法则,两个基本极限等等。 页 共 2 页第二篇:极限的四则运算函数的连续性
第三篇:函数的极限及函数的连续性典型例题
第四篇:函数的极限和函数的连续性(本站推荐)
第五篇:2018考研数学知识点:函数极限及连续性内容总结