數學競賽專題 老師總結的

2021-10-31 22:29:46 字數 5433 閱讀 7177

專題一極限、連續

1:「」型函式的極限

[1]分子或分母先因式分解,然後約分求值(分子和分母均為有理式)

例1求[2]有理化分子或分母,然後約分求值

公式:例2求極限

(12)

[3]利用等價無窮小替換求極限

常見的等價無窮小:變數在變化的過程中,下列各式左邊均為無窮小,則

tan□~□ ③arcsinarctan□~□

⑤ln(11~□ ⑦1-cos□~ ⑧(1+□) -1~α□

等價無窮小替換的原則:①只對函式的因子可作等價無窮小替換

②該因子首先必須是無窮小量

例3求極限(12)

2:「」 型 (分子和分母同時除以變數x的次數最高項)

[1]分子和分母均為有理式

例4求極限

(12)

[2]分子和分母均為根式

例5求極限

3:「」型

[1]通分後,利用因式分解約分等方式求值

例6求極限

[2]有理化分子,利用「」型的方法求值

例7求極限

4:「」型 (公式的利用)

分析:①判斷是否是「」型

②轉換成(1+□)的形式

③則[(1+□)]

例8求極限

(1) (2) ,求

5:無窮小量和有界函式的乘積為無窮小量

例9求極限

6:用羅必達法則求極限

注意: ①零因式最好先用等價無窮小替換

②非零因式的極限可以先求出來

[1]「」型和「」型 ()

例10求極限

(12)

(34)

(5)(6)設在連續,,為常數,求

[2] 「」 型

= 其中f(x)→0 , g(x)→∞

注:①如f(x)或g(x)是ln[φ(x)]的形式,則該函式一般在分子

②分母一般較分子簡單

例12求極限

(12)(討論)

[3] 「」 型﹑「」 型﹑「」 型

例13求極限

(12(3),求

[4] 「」 型

分析:一般採用通分的方式轉化為「」型和「」型,然後利用羅必達法則及等價無窮小替換求極限

例14求極限

(1) (2)(令)

7:不能用羅必達法則求解的「」型和「」型

分析:一般採用等價無窮小替換和無窮小量和有界函式的乘積為無窮小量

例15求極限

8:利用麥克勞林公式求函式的極限

注意:下列公式中,

(12)

(3) (4)

(5)例16求極限

(1) (2)

(3) (4)

9:利用定積分的定義求極限

方法:如果存在,則

例17求極限

(1)解: (2)

解: (3)

解:因為由於故

10:利用級數收斂的必要條件求極限

方法:如果級數收斂,則

例18求極限(1)

解:令則

故級數收斂,則

(2)(同上)

11:利用夾逼準則求極限

例19(1)求極限

(2)12:已知數列的遞推式,證明數列極限存在,並求極限

方法:利用「單調有界函式必有極限」處理

(1)由先判斷數列單調,即判斷的正、負或判斷比1大還是小

(2)假設的極限存在,並估算極限,計算判斷數列有界

(3)求數列的極限

例20(1)求極限,,,…….

解:因為

由於和同號,依次類推可知和同號,故

,即,數列單調增加

又因為依次類推知和同號,即且,故數列單調有界必有極限

設,則由知得,即

注意:這裡為什麼用和3比較大小判斷數列有界呢?因為我們首先假設數列有極限時,算出它的極限為3,然後用和3比較。

(2)設,(),求

分析:可用均值定理確定上、下界

解:因為

所以數列有下界,又因為

故數列單調減少,有極限為

(3)設,證明數列、收斂,並且有相同的極限

解:因為,,

所以即又因為

即數列有上界因為而

即數列有下界,故

,故兩個數列極限都存在

設和有, 求得

13:利用冪級數的和函式求極限

例21求極限

14:利用積分中值定理求極限

例22求

15:利用左右極限的定義求函式的極限

例23(1)(2)

16:利用導數定義、羅必達法則、麥克勞林公式求含有抽象函式的極限

常用方法:

(1)如果,且,則

(2)利用等價無窮小替換

(3)函式在處可導函式在處連續,即

(4)利用導數的定義,即,其中

例24(1)設連續,,求

解:因為且,所以

而連續,故即

(2)設f(x)在x=a可導,f(a)>0,求

解:(3)設在連續,且,求

解:因為且,所以

即又因為在連續,所以

,故=4

(4)已知,則

分析:,則

所以(5)設在點二階可導,且,求和的值

分析:因為在點二階可導,故連續,由於且,故,即

用羅比達法則,所以

(6)為常數,可導

分析:(7)設在的某個鄰域內有連續導數,且,求,

(8)設在上可導上可導且恆正,,又,求

(9)設存在,則

(1) (2)

(10)連續,,,求

分析:由知,由知而故

17已知極限,求待定係數的值

[1]已知且,則(注意羅必達法則)

例25(1)已知求a,b

(2)已知求a,c的關係

(3) 已知求a,b

[2]例26已知求a,b

[3](注意羅必達法則的應用)

例27已知,求a,b

18:用極限表示的函式

例28(1)討論函式的連續性

(2) 設,如在處可導,求

19:求函式的間斷點並判斷間斷點的型別

例29(12)

注意:1、尤拉公式,其中,為尤拉常數

求極限2、利用公式(1),則

2),則

求極限3、利用求極限

求極限4、幾種常見的極限

(1)(2)()(3)(4)

(5)(6)

(7)(8)

專題二導數、微分

1、利用導數定義求函式極限

如果存在

注意:分子中的「口」和分母中的「口」應一致,且符號也相同

例1設在點可導,求下列極限

(1)(2)設,其中有二階導數,求

2、利用定義求函式的導數

例2 (1) 設,求

解:由於,則

故因為在處二階可導,故、在處連續,即、所以

注意:函式僅在處存在二階導數,故求時不能直接利用求導公式。

(2)設週期函式的週期為5,可導,如,求曲線

在點處的切線方程。

解:因為函式的週期為5,故

而故,即所以在點處的切線為

(3)設,,求

解: 3、求含有絕對值的函式和分段函式的導數

分析: 含有絕對值的函式可轉化為分段函式

分析:(1)當x>a 當x(2)當x=a

(3)如則存在,且=b.否則不存在

(4)寫出的解析式

例3(1)已知 ,求的導數

(2)設在點可導,且,求在點可導的充要條件

(3)已知 ,則是否存在

(4)設,其中,,求

解:當時,;當時,,故

因為,故不存在,即

4、分段函式在分段點處的導數存在,求待定係數

已知在處可導,求中的待定係數

分析:(1)在處可導,則在處連續,即﹡

(2)求, ,而 ﹟

(3)由﹡和﹟,求待定係數

例4已知在處可導, 求a,b

5、求分段函式的導數,並會討論導數在分段點處的連續性

函式 ,求,並討論的連續性

分析:(1)先求 (見求導數部分)(2)然後討論在定義域內的連續性

例5設問如何選取a,b,c才能使f(x)處處具有一階連續導數,但在x=0處卻不存在二階導數。

6、利用導數求函式

例6(1)設f(x)在(0,+∞)內有定義,且,又對,有,求

解:令,有得 [1]

而2]由[1]、[2]得

注意:有乘積的,一般令、互為倒數

(2)設函式滿足等式,且存在,求

解:令, 則

有得1]

令有 [2]

由[1]、[2]得

有得令得即

注意:有和的,一般令、互為相反數;有差的,一般令、相等

7、已知方程在(或)上有若干個根,求待定係數的範圍

方法:(1)令並求

(2)當待定係數滿足條件時,(或),此時在(或)上單調,考察的正負性,判斷是否有唯一根

(3)找和不存在的點,再分區間討論

例7設時,方程有且只有一根,求的範圍

解:(1)當時,是方程的唯一根

(2)令則

當時, 即為單調遞減函式

故此時在時有唯一的根

(3)當時,令即得

時,為減函式;時,為增函式

又因為令得 故只有或時方程有唯一的根

8、求含有待定係數的方程在區間上的根的個數

例8(1)

解:令則

由=0 得,

當時,;當時,;當時,

;當時,有唯一根在上;當時,有唯一根在上;當時,有三個根分別在,,上

(2)解:令則

(1)當時,,即為增函式

因為;此時有一根

(2)當,有一根

(3)當,由得

時,;時,

因;;,即時有一根;,即時有兩根

17求函式的單調區間和極值(最值)

[1]方法:(1)確定函式的定義域

(2)求,在內求出不存在的點和的點

(3)判斷這些點左右的增減性

(4)求極值(5)再考慮函式在的端點處的取值,最終確定最值

例9(1)設在和兩點處取得極值,求

解: 因為函式在和兩點處取得極值,故

即得(2)設(),記求

解: 令即得

因為而故,即

(3) 設可導函式由所確定,討論的極值

解:兩邊對求導有得

令得把代入原方程有,

求,因為,所以在,處有極小值

(4)求數列中的最大項(提示:令)

(5)設函式,問為何值時,取極值

(提示:對每一段和分段點討論)

(6)求函f(x)=在[0,2]上的最大值與最小值。

(提示:利用變上限積分的求導討論)

[2]注意:

(1)如果存在,則(或)為函式的極值

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