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1@第一讲函数、极限与连续一、考试要求1.理解函数的概念,掌握函数的表示方法,会建立应用问题的函数关系。2.了解函数的奇偶性、单调性、周期性和有界性。3.理解复合函数及分段函数的概念,了解反函数及隐函数的概念。4.掌握基本初等函数的性质及其图形,了解初等函数的概念。5.理解(了解)极限的概念,理解(了解)函数左、右极限的概念以及函数极限存在与左、右极限之间的关系。6.掌握(了解)极限的性质,掌握四则运算法则。7.掌握(了解)极限存在的两个准则,并会利用它们求极限,掌握(会)利用两个重要极限求极限的方法。8.理解无穷小量、无穷大量的概念,掌握无穷小量的比较方法,会用等价无穷小量求极限。9.理解函数连续性的概念(含左连续与右连续),会判别函数间断点的类型10.了解连续函数的性质和初等函数的连续性,理解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),并会应用这些性质。11.掌握(会)用洛必达法则求未定式极限的方法。二、内容提要1、函数(1)函数的概念:y=f(x),重点:要求会建立函数关系.(2)复合函数:y=f(u),u=()[()]xyfx,重点:确定复合关系并会求复合函数的定义域.(3)分段函数:注意,)}(),(min{)},(),(max{,)(xgxfxgxfxf为分段函数.(4)初等函数:通过有限次的四则运算和复合运算且用一个数学式子表示的函数。(5)函数的特性:单调性、有界性、奇偶性和周期性*注:1、可导奇(偶)函数的导函数为偶(奇)函数。特别:若)(xf为偶函数且)0(f存在,则0)0(f2、若)(xf为偶函数,则xdttf0)(为奇函数;若)(xf为奇函数,则xadttf)(为偶函数;3、可导周期函数的导函数为周期函数。特别:设)(xf以T为周期且)(0xf存在,则)()(00xfTxf。4、若f(x+T)=f(x),且0)(0Tdttf,则xdttf0)(仍为以T为周期的周期函数.5、设)(xf是以T为周期的连续函数,则22/2/0)()()(TTTTaadxxfdxxfdxxf,TnTdxxfndxxf00)()(6、若)(xf为奇函数,则aadxxf0)(;若)(xf为偶函数,则aaadxxfdxxf0)(2)(7、设)(xf在),(ba内连续且)(),(bfaf存在,则)(xf在),(ba内有界。2、极限(1)数列的极限:limnnaA(2)函数在一点的极限的定义:lim(),lim()xxxfxAfxA0(3)单侧极限:1)左右极限fxfx(),()00002)极限存在的充要条件:lim()lim()lim()xxxxxxfxAfxfxA000(4)极限存在的准则1)夹逼定理:数列情形,函数情形2)单调有界数列必有极限(5)极限的基本性质:唯一性,保号性,四则运算*1)极限不等式)(lim)(lim)()(xgxfxgxf注:)(lim)(lim)()(xgxfxgxf不成立2)局部保号性,0)(lim0Axfxx则在某)(00xU内)2(0)(Axf3)局部有界性,)(lim0Axfxx则在某)(00xU内)(xf有界。4))0()()(limAxfAxf(6)两类重要极限(7)无穷小量与无穷大量1)无穷小量;2)无穷大量;(注意与无界变量的差异)3)无穷小量与无穷大量的关系(8)无穷小量阶的比较(9)罗比达法则3、连续1)连续的定义2)区间上的连续函数3)间断点及其分类4)闭区间上连续函数的性质:有界性定理、最值定理、介值定理、零点定理3三、*重要公式与结论1、常见极限不存在的情形:1),1sinlim00xxxx,1coslim00xxxxlimsin,xxlimcosxx方法:用无穷小量乘有界变量2)00010lim,1arctanlim,arctanlimxxxxxxxaxxx方法:分xx,或00,xxxx讨论.2、lim(),,lim()xxnnnnfxAxxxfxA00有特别:若lim()lim()xnfxAfnA3、无穷小量的等价代换若0)(x,则有)(~),(~)](1ln[),(~)(tan),(~)(sin)(xexxxxxxx特别注意:kxxk~1)1((x0),xxtdt0221~sin(0x),xxdtt0221~)1ln((0x)aeaaln~11ln,21~11设0)(x,0)(x且~,~(1))()(lim)()(limxfxxfx(2))()()(lim)()()(limxfxxxfxx(3)~)(o(4)若1limA,则)()lim()()lim(xfxf(0712)当0x时,与x等价的无穷小量是(A)xe1(B)xx11ln(C)11x(D)xcos14、若.)(lim)(lim,0)(lim)(BxgAxfBxgAxf由此有.)]1)((1[lim)1()(lim)()1)((lim)()1)((1)(1)(xgxfxgxfxfxgexfxf5、极限的形式与关系(1)AxfxfAxfxxxxxx)(lim)(lim)(lim000(2)AxfxfAxfxxx)(lim)(lim)(lim4(3)AnfAxfnx)(lim)(lim,AnfAxfnx)1(lim)(lim06、若Axgxf)()(lim,则(i)0)(lim0)(limxfxg(ii)0)(lim0,0)(limxgAxf若Axgxf)()(lim,则(i)0)(lim)(limxgxf(ii))(lim0,0)(limxgAxf7、设)(xf在0x处连续,则(1))()(lim)(lim),()(lim00000xfxfxfxfxfxxxxxx(2)AxfxfAxxxfxx)(,0)()(lim0000(3)0)(,0)()1()()(lim0000xfxfkAxxxfkxx(4))(,0)()10()()(lim0000xfxfkAxxxfkxx不存在四、典型题型与例题题型一、函数的概念和性质例1、设1,1()0,1xfxx,则{[()]}fffx=(A)0(B)1(C)11,10,xx(D)10,11,xx例2、对下列函数(1)2sinxx(2)12111xxex(3)arctanln(1)xxx在(0,1)内有界的有()个(A)0(B)1(C)2(D)35例3、(0434)函数2sin(2)()(1)(2)xxfxxxx在下列哪个区间内有界(A)(-1,0)(B)(0,1)(C)(1,2)(D)(2,3)例4、(0534)以下四个命题中正确的是()(A)若'()fx在(0,1)内连续,则()fx在(0,1)内有界(B)若()fx在(0,1)内连续,则()fx在(0,1)内有界(C)若'()fx在(0,1)内有界,则()fx在(0,1)内有界(D)若()fx在(0,1)内有界,则'()fx在(0,1)内有界例5、(051、2)设()Fx是连续函数()fx的一个原函数,则必有(A)()Fx是偶函数()fx是奇函数(B)()Fx是奇函数()fx是偶函数(C)()Fx是周期函数()fx是周期函数(D)()Fx是单调函数()fx是单调函数题型二、极限的概念和性质例6、当0x时,311cosxx是(A)无穷小(B)无穷大(C)有界的但不是无穷小(D)无界的但不是无穷大6例7、设对n,总有nnnyxz,且lim()0nnnzy,则limnnx(A)存在且等于0(B)存在但一定不为0(C)一定不存在(D)不一定存在例8、已知()fx在0x处连续,且20sin()lim()2xxfxxx,求'(0),(0)ff题型三、求函数的极限基本思路:1、先化简(1)约掉零因子(无穷因子)(2)提出极限不为零的因子(3)根式有理化(4)无穷小替换(5)变量替换(尤其是倒代换)2、再用洛必达法则或其它求极限的方法3、上述步骤可重复进行1、常规方法:1)运算法则,2)无穷小量等价代换,3)洛必塔法则1)用运算法则应注意的问题例9、求极限limsinxxxxxx411227例10、求极限))1ln(sin12(lim410xxeexxx罗毕达法则1、00或型1、先化简2、用洛必达法则、四则运算法则、泰勒公式3、综合题(结合导数的定义等)例11、求lim(3sincos)(1cos)arctan[ln()]()xxxtttdtxtdt02001100例12、求极限limln(1sin)()sinxxxeex0300例13、(042)求极限3012coslim[()1]3xxxx8例14、(0734)3231lim(sincos)2xxxxxxx=罗毕达法则2、1型1型未定式有两种处理方法lim()lim{(())}()()(())()lim[()]()fxfxegxfxfxgxfxgx111111或lim()lim()()ln()lim()ln()fxeegxfxgxfxgx例15、求2sin20lim(cos)xxx例16、11lim(sincos)xxxx例17、(101)极限2lim()()xxxxaxb(A)1.(B)e.(C)abe.(D)bae.【】9罗毕达法则3、其他类型000,,0,1、0型转化为00型,用洛必达法则等2、ln000ln00,0ee3、型(i)通分(ii)变量替换(重点倒代换)转化为00型。4、111,0,,不是未定式例18、求极限xxxlnlim0例19.(0434)求22201coslim()sinxxxx2、变形方法:1)变量代换;2)导数定义;3)泰勒公式;特别若f(x)二阶连续可导,则有fxfxfxxxfxxxxx()()()()!()()()00000200212例20、设f(x)连续,f(0)=0,f(0)0,求103020)()(lim2dtxtfxdttxfxx10例21、求下列极限(泰勒公式)limxxxx02112[111218202xxxx(),111218022xxxx()]例22、求22220112lim(cos)sinxxxxxex法一、有理化,无穷小替换、洛必达法则法二、泰勒公式3、抽象函数例23、若0)(6sinlim30xxxfxx,求20)(6limxxfx。)(8121114422xoxxx)(23)(1211cos222222xoxxoxxexx11题型四、求数列的极限思路:1、转化为函数的极限。2、数列用递推公式给出,可考虑单调有界原理。3、对通项适当放大(缩小),用夹逼准则。4、和(积)的极限,可考虑用定积分的定义。1、利用函数极限求数列的极限方法:1、)(lim)(limxfnfxn2、若)(lim)(limlim00xfxfxxxxnnnn例24、求nnn24tanlim2、利用数列的收敛准则(1)、两个准则(2)、已知)(),(,11xfxfxxnn可导1)若0)(xf,则}{nx单调,且
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