高等數學習題詳解第2章極限與連續

2021-03-04 09:41:58 字數 5722 閱讀 6068

習題2-1

1. 觀察下列數列的變化趨勢,寫出其極限:

(12);

(34).

解:(1) 此數列為所以。

(2) 所以原數列極限不存在。

(3)所以。(4) 所以

2.下列說法是否正確:

(1)收斂數列一定有界

(2)有界數列一定收斂;

(3)無界數列一定發散;

(4)極限大於0的數列的通項也一定大於0.

解:(1) 正確。

(2) 錯誤例如數列有界,但它不收斂。

(3) 正確。

(4) 錯誤例如數列極限為1,極限大於零,但是小於零。

*3.用數列極限的精確定義證明下列極限:

(1(2);

(3)證:(1) 對於任給的正數ε,要使,只要即可,所以可取正整數.

因此,,,當時,總有,所以

.(2) 對於任給的正數ε,當時,

要使,只要即可,所以可取正整數.

因此,,,當時,總有,所以

.(3) 對於任給的正數ε,要使,只要即可,所以可取正整數.

因此,,,當時,總有,所以

.習題2-2

1. 利用函式影象,觀察變化趨勢,寫出下列極限:

(12);

(34);

(56);

(78)

解:(12);

(34);

(56);

(78)

2. 函式在點x0處有定義,是當時有極限的( d )

(a) 必要條件b) 充分條件

(c) 充要條件d) 無關條件

解:由函式極限的定義可知,研究當的極限時,我們關心的是x無限趨近x0時的變化趨勢,而不關心在處有無定義,大小如何。

3.與都存在是函式在點x0處有極限的( a )

(a) 必要條件b) 充分條件

(c) 充要條件d) 無關條件

解:若函式在點x0處有極限則與一定都存在。

4. 設作出的影象;求與;判別是否存在?

解:,,故不存在。

5.設, ,當時,分別求與的左、右極限,問與是否存在?

解:由題意可知,則,,因此。

由題意可知,,,因此不存在。

*6.用極限的精確定義證明下列極限:

(1(2);

(3).

證:(1),要使,只要即可.

所以,,當時,都有,故.

(2) 對於任給的正數ε,要使,只要. 所以,, 當時,都有不等式成立.故.

(3) 對於任給的正數ε,要使,只要.所以,, 當時,都有不等式成立.故.

習題2-3

1.下列函式在什麼情況下為無窮小?在什麼情況下為無窮大?

(1); (2); (3).

解:(1) 因為,故時為無窮小,

因為,故時為無窮大。

(2) 因為,故時為無窮小,

因為,,故和時都為無窮大。

(3) 因為,,故和時為無窮小,

因為,故時為無窮大。

2.求下列函式的極限:

(1); (2); (3).

解:(1) 因為,,且,故得.

(2) 因為,,且,故得.

(3) 因為,且,故得.

習題2-4

1. 下列運算正確嗎?為什麼?

(1);

(2).

解:(1) 不正確,因為不存在,所以此時極限的四則運算法則失效。

正確做法是:因為,且,故得.

(2) 不正確,因為,不能做分母,所以此時極限的四則運算法則失效。

正確做法是:因為,由無窮小與無窮大的關係可知.

2. 求下列極限:

(12);

(3); (4);

(56);

(78);

(9).

解:(1);

(2);

(3);

(4);

(5(6); 因為,且,所以

(7(8);

(9).

3.已知, 求

解:因為,,所以,

,。習題2-5

1.求下列函式的極限:

(1); (2);

(34);

(56).

解:(1);

(2);

(3(4);

(5(6).

2. 求下列函式的極限:

(12);

(34).

解:(1);

(2) ;(3

(4).

習題2-6

1. 當時,與相比,哪個是高階無窮小量?

解:因為,所以比**。

2. 當時,無窮小量與(1);(2)是否同階?是否等價?

解:因為,所以與是同階無窮小,

因為,故無窮小量與是等價無窮小。

3. 利用等價無窮小,求下列極限:

(12);

(34);

(5); (6).

解:(1

(2);

(3);

(4);

(5);

(6).

習題2-7

1.研究下列函式的連續性,並畫出圖形:

(1)(2)(3).

解:(1)在區間和是初等函式,因此在區間和是連續函式,

因為,所以在點右連續,

因為,,且,所以在點連續,

綜上所述,在區間是連續函式。

(2)在區間,和是初等函式,因此在上是連續函式,

因為,,且,所以在點連續,

因為,,所以在點間斷,

綜上所述,在區間是連續函式,在點間斷。

(3)由題意知,,當時,,

當時,,因此,

在區間,和是初等函式,因此在上是連續函式,

因為,,所以在點間斷,

因為,,所以在點間斷,

綜上所述,在上連續,在點間斷。

2. 求下列函式的間斷點,並判斷其型別.如果是可去間斷點,則補充或改變函式的定義,使其在該點連續:

(12);

(34);

(56)

解:(1)在無定義,因此為函式的間斷點,

又因為,所以為函式的可去間斷點,補充定義,原函式就成為連續函式

(2)在無定義,因此為函式的間斷點,

由,可得,由,可得,所以為函式的跳躍間斷點。

(3)在無定義,因此為函式的間斷點,

由,可得,由,可得,所以為函式的無窮間斷點。

(4)在無定義,因此為函式的間斷點,

因為,所以為函式的可去間斷點,補充定義,原函式就成為連續函式,

因為,所以為函式的無窮間斷點。

(5)在,無定義,因此和都為函式的間斷點,

因為,所以為函式的可去間斷點,補充定義,原函式就成為連續函式,

因為,所以為函式的無窮間斷點。

(6) 因為,,所以為函式的跳躍間斷點。

3. 在下列函式中,當a取什麼值時函式在其定義域內連續?

(12)

解:(1)在是連續函式,因此只要在時連續,就在其定義域內連續。因為,,所以只要,就在其定義域內連續。

(2)在區間是連續函式,因此只要在時連續,就在其定義域內連續。因為, ,所以只要,就在其定義域內連續。

4. 求下列函式的極限:

(1); (2);

(3); (4);

(56).

解:(1);

(2);

(3);

(4);

(5(6).

5. 證明方程在內必有實根.

證明:設. 因為函式在閉區間上連續,又有

, 故.

根據零點存在定理知,至少存在一點,使,

即 .

因此,方程在內至少有乙個實根ξ.

6. 證明方程至少有乙個正根,並且它不大於.

證明:設. 因為函式在閉區間上連續,又有

, 故.

根據零點存在定理知,至少存在一點,使,

即 .

因此,方程在內至少有乙個實根,即方程至少有乙個正根,並且它不大於。

複習題2

(a)1. 單項選擇題:

(1) 設,則b )

(a)有界b)無界

(c)單調增加d) 時,為無窮大

解:,,因此無界,但是的極限不存在,也不是單調數列,故只有b選項正確。

(2) 若在點x0處的極限存在,則c )

(a)必存在且等於極限值b)存在但不一定等於極限值

(c)在處的函式值可以不存在 (d) 如果存在,則必等於極限值

解:由函式極限的定義可知,研究當的極限時,我們關心的是x無限趨近x0時的變化趨勢,而不關心在處有無定義,大小如何。

2. 指出下列運算中的錯誤,並給出正確解法:

(1);

(2);

(3);

(4).

解:(1) 因為,不能做分母,所以此時極限的四則運算法則失效。

正確做法是:因為.

(2) 因為,不能做分母,所以此時極限的四則運算法則失效。

正確做法是:因為,由無窮小與無窮大之間的關係可知.

(3) 因為和都不存在,所以此時極限的四則運算法則失效。

正確做法是:.

(4) 因為,不能做分母,所以此時極限的四則運算法則失效。

正確做法是:.

3. 求下列極限:

(1); (2);

(3); (4); (5);

(6); (7);(8); (9

(10); (1112

解:(1);

(2);

(3);

(4);

(5);

(6);

(7);

(8);

(9(10);

(11(12

4. 求下列函式的間斷點,並判斷其型別.如果是可去間斷點,則補充或改變函式的定義,使其在該點連續:

(1);

(2).

解:(1)因為,,所以是函式的跳躍間斷點。

(2) 因為在,無定義,因此,為函式的間斷點,

因為,,所以是函式的跳躍間斷點;

因為,所以是函式的可去間斷點,補充定義,則在連續;

因為,所以是函式的無窮間斷點。

5.設f(x)=

(1) 當a為何值時,是的連續點?

(2) 當a為何值時,是的間斷點?是什麼型別的間斷點?

解:(1) 因為,,

,所以當時,是的連續點。

(2) 當時,是的跳躍間斷點。

6. 試證方程至少有乙個小於1的正根.

解:設. 因為函式在閉區間上連續,又有

, 故.

根據零點存在定理知,至少存在一點,使,

即 .

因此,方程在內至少有乙個實根ξ.

(b)1. 討論極限是否存在?

解:由,可得,故

由,可得,故

所以為函式的跳躍間斷點。

2. 求下列極限.

(1);

(2);

(3);

(4).

解:(1) 令,則;

(2);(3);

(4) 因為,

所以.3.問a,b為何值時,.

解:因為且。所以,由此式可解得,

所以,由此式可解得.

4.問a為何值時,函式連續.

解:因為在是初等函式,因此只要在連續,就是連續函式。

由,,,由可解得時,所以當時是連續函式。

5.函式在下列區間有界的是 ( a ).

ab.; cd..

解:用排除法,因為,所以在,,都無界。

6. 函式的可去間斷點的個數為( c ).

高等數學習題詳解第7章多元函式微分學

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