函数极限连续重要概念公式定理

温柔似野鬼°
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2020年08月12日 06:31
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一、函数、极限、连续重要概念公式定理
(一)数列极限的定义与收敛数列的性质 < br>数列极限的定义:给定数列

x
n

,如果存在常数
A
,对任给

0
,存在正整数
N
,使当
nN< br>时,恒有
x
n
A

,则称
A
是数列
x
n

的当
n
趋于无穷时的极限,或称数列

x
n

收敛于
A
,记为
limx
nA
.若
n

x
n

的极限不存在,则称 数列

x
n

发散.
收敛数列的性质:
(1) 唯一性:若数列

x
n

收敛,即
limx
nA
,则极限是唯一的.
n
(2)有界性:若
limx
n
A
,则数列

x
n

有界,即存在
M 0
,使得对
n
均有
x
n
M
.
n
(3)局部保号性:设
limx
n
A
,且
A0


A0

,则存在正整数
N
,当
nN
时,有
x
n
0


x
n
0

.
n
(4)若数列收敛于
A
,则它的任何子列也收敛于极限
A
.
(二)函数极限的定义
名称

xx
0
时,
f

x


表达式
xx
0
任给 存在 当…时
0xx
0



xX

恒有
f

x

A


f

x

A


A
为极限

x
时,
f

x


li mf

x

A


0


0

X0

A
为极限


xx
0
0
时,
f

x


A
为右极限

limf

x

A

x

0


xx
0
limf

x

A

deff

x
0
0

limf
< br>x

A


0


0

x
0
xx
0



f

x

A



xx
0
0
时,
f

x


A
为左极限

xx
0
deff

x
0
0

f

x


0


0

x
0


xx
0

f

x

A



x
时,
x
limf

x

A


A
为极限

deff




0

X0

xX

f

x

A



x
时,
f

x


x 
limf

x

A

A
为极限

deff




0

X0

xX

f

x

A


(三)函数极限存在判别法
(了解记忆)
1.海涅定理:
limf
x

A
对任意一串
x
n
x
0

x
n
x
0
,n1,2,
xx
0< br>
,都有
n

limf

x
n

A
f

x

lim

f< br>
x

A
; 2.充要条件:(1)
limf(x)A lim

xx
0
xx
0
xx
0
(2)
limf(x)Alimf(x)limf(x)A
.
xx x


3.柯西准则:
limf

x

A
对任意给定的

0
,存在

0
,当 < br>xx
0
0x
1
x
0


,< br>0x
2
x
0


时,有
f
< br>x
1

f

x
2



.
(x)f(x)

(x)
,且
lim
< br>(x)lim

(x)A,
则4.夹逼准则:若存在

 0
,当
0xx
0


时,有

xx
0
xx
0
xx
0
limf(x)A
. 5.单调有界准则:若对于任意两个充分大的
x
1
,x
2
,x< br>1
x
2
,有
f

x
1

f

x
2

(或
f

x
1
f

x
2

),且存在
常数
M< br>,使
f

x

M
(或
f

x

M
),则
limf

x

存在.
x
(四)无穷小量的比较
(重点记忆)
1.无穷小量阶的定义 ,设
lim

(x)0,lim

(x)0
.
(1)若
lim

(x)
0
,则称

(x)< br>是比

(x)
高阶的无穷小量.

(x)
(2)< br>若lim
(3)
若lim
(4)
若lim
(5)
若l im

(x)
,则

(x)是比(

x)低阶 的无穷小量
.

(x)

(x)
c(c0),则称< br>
(x)与

(x)
是同阶无穷小量.

(x)< br>
(x)
1,则称

(x)与

(x)是等价的无 穷小量
,记为

(x)

(x)
.

(x)

(x)
c(c0),k0,则称

(x)是

(x)的k阶无穷小量


k
(x)
2.常用的等价无穷小量
(命题重点,历年必考)

x0
时,
sinx

arcsinx

tanx

1coxs


~x,< br>
arctanx

(1x

)
ln(1x)


e
x
1


1
2
~x

2
1

~x


是实常数

(五)重要定理
(必记内容,理解掌握)
定理1
limf(x )Af

(x
0
)f

(x
0
) A
.
xx
0
定理2
limf(x)Af(x)Aa(x),其中lima(x)0
.
xx
0
xx
0
定理3 (保号定理):
设limf( x)A,又A0(或A0),则一个

0
,当
xx
0
x(x
0


,x
0


), 且xx
0
时,f(x)0(或f(x)0)
.
定理4 单调有界准则:单调增加有上界数列必有极限;单调减少有下界数列必有极限.
(x)f(x)

(x)
,且 定理5 (夹逼定理):设在
x
0
的领域内,恒有

xx
0
lim

(x)lim

(x)A,

limf(x)A

xx
0
xx
0


定理6 无穷小量的性质:
(1)有限个无穷小量的代数和为无穷小量;
(2)有限个无穷小量的乘积为无穷小量;
(3)无穷小量乘以有界变量为无穷小量.
定理7 在同一变化趋势下,无穷大量的倒数为无穷小量;非零的无穷小量的倒数为无穷大量.
定理8 极限 的运算法则:设
limf

x

A,limg

x

B
,则
(1)
lim(f(x)g(x))AB

(2)
limf(x)g(x)AB

(3)
lim
f(x)A
(B0)

g(x)B
定理9 数列的极限存在,则其子序列的极限一定存在且就等于该数列的极限.
定理10 初等函数在其定义域的区间内连续.
定理11 设
f
x

连续,则
f

x

也连续.
(六)重要公式
(重点记忆内容,应考必备)
(1)
lim
sinx
1

x0
x
1
x
x0n
(2)
lim(1x)e,lim(1)
n< br>e
.(通过变量替换,这两个公式可写成更加一般的形式:设
1
n
, 且
f

x

0
则有
lim
limf
x

0
sinf

x

f

x

1
,
lim


1f

x



1
f

x

e
)
a
0
x
n
a
1
x
n 1

(3)
lim
x
bx
m
bx
m1

01

0,nm

a
n1
xa
n

a
0


,nm

b
m1
xb
m

b
0

,nm
(4)函数
f

x

在< br>xx
0
处连续
f


x
0
< br>f


x
0

f

x
0

.
(5)当
x
时,以下各函数趋于

的速度
lnx ,x
a

a0

,a
x
(a1),x
x
速度由慢到快




lnn,n
a< br>
a0

,a
n
(a1),n!,n
n
速度由慢到快
(6)几个常用极限
n
lim
n
a
< br>a0

1,

lim
n
n1,

limarctanx
n
x

2

x
limarctanx

2

limarccotx0,

limarccotx


xx
x
x
x
1
.
lime
x
0,

lime
x
,

lim

x
x0
(七)连续函数的概念

1.
f

x


xx
0
处连 续,需满足三个条件:



f

x

在点< br>x
0
的某个领域内有定义

f

x

xx
0
时的极限存在
f

x
0
x

f

x
0



li mf

x

f

x
0

li mylim


0
.
x0xx
0

xx
0
2.
f

x


x
0
左连续:
f

x


x
0


,x
0
< br>内有定义,且
lim

f

x

f

x
0

.
xx
0
3.
f

x


x
0
右连续:
f

x



x
0
,x
0



内有定义,且
lim

f

x

f< br>
x
0

.
xx
0
4.
f< br>
x



a,b

内连续:如果
f

x



a,b

内点点连续.
5.
f

x



a,b
< br>内连续:如果
f

x



a,b

内连续,且左端点
xa
处右连续,右端点
xb
处左连
续.
(八)连续函数在闭区间上的性质
(重点记忆内容)
1.有界性定理: 设函数
f

x



a,b

上 连续,则
f

x



a,b

上有界,即

常数
M0
,对任意的
x

a,b

,恒有
f

x

M

2. 最大最小值定理:设函数
f

x



a,b
上连续,则在

a,b


f

x

至少取得最大值与最小值各一次,



,
< br>使得:
.
f



max

f

x


,



a,b
;
f



min,b


,



a


f

x
axb
axb
3.介值定理:若函数
f

x



a,b

上连续,

是介于
f< br>
a


f

b

(或最大值M
与最小值
m
)之间的
任一实数,则在

a,b

上至少

一个

,使得
f




.

a

b


4.零点定理:设函数
f

x



a, b

上连续,且
f

a

f

b

0
,则在

a,b

内至少
一个

,使得
f



0

a

b

.

(九)连续函数有关定理

1.连续函数的四则运算:连续函数的和、差、积、商(分母在连续点处的数值不为零)仍为连续函数.
2.反函数的连续性:单值、单调增加(减少)的连续函数,其反函数在对应区间上也单值、单调增加( 减
少)且连续.
3.复合函数的连续性:
u


x
在点
x
0
连续,


x
0

u
0
,而函数
yf

u

在点u
0
连续,则复合函数
yf




x



在点
x
0
连续.
4.初等函数的连续性:一切初等函数在其定义区间内是连续函数.


(十)间断点的定义及分类

1.定义:若在
xx
0
处,
limf

x

不存在,或
f
< br>x
0

无定义,或
limf

x

f

x
0

,则称
f

x
< br>在
xx
0
处间
xx
0
xx
0
断,
xx
0
称为
f

x

的间断点.
2.间断点的分类
间断点的类型
可去
第一
类间
断点
型间
断点
跳跃
型间
断点
无穷
第二
类间
断点
型间
断点
振荡
型间
断点
条件 例子
f

x
0< br>0

f

x
0
0

f
x
0


x0

f

x


去型间断点
sinx
的可
x
f

x
0
0

f

x
0
0


x0

f

x

arctan
跳跃型间断点
1
x
f

x
0
0

,f

x
0
0

之一是无穷大
f

x
0
0

,f

x
0
0

之一不存在且
不是无穷大
x0

f

x


型间断点
1
的无穷
x
1
x0

f

x

sin
的振
x
荡型间断点

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