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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