导图社区 第一章 函数极限连续
高数第一章函数连续极限思维导图(自画自用超级详细),其中极限的严格概念不重要作一般了解,函数极限存在充要条件重要,性质很重要。
编辑于2023-10-23 21:21:15第一章
函数
定义
定义域
求函数表达式就一定要带着求出定义域
分式函数
开偶次方
对数函数
反三角函数
arcsinf(x) arccosf(x) 都是|f(x)|≤1
三角函数
不熟悉的: cotf(x) cscf(x)都是f(x)≠kΠ secf(x)是f(x)≠kΠ+Π/2
对应法则
换元法
考点:与自变量符号名称无关 具体例子:已知一个表达式求f(x) 方法是令()里面为t最后再换成x
性质(前两个考的较多)
奇偶性
前提条件是定义域关于坐标原点对称
常见奇偶函数(不熟悉的)
y=0既是奇函数也是偶函数;非奇非偶函数f(x)一定可以写成一个奇函数+一个偶函数;非0奇+非0偶=非奇非偶
复合函数:里外都是奇就是奇函数,只要有一层是偶就是偶函数
奇函数
cscx、
偶函数
secx 常数C
单调性(最重要,离不开区间)
单调性判定
f(x1)-f(x2)和0比较
f(x1)/f(x2)与1比较
f'(x)与0比较
应用
证明不等式
极值点
单调有界准则
周期性
特殊函数
有理数无理数分段函数:T=有理数(因为有理数+有理数=有理数,无理数+有理数=无理数)
y=[x];y=x-[x](图像)
y=sin(wx),T=2Π/|w|
有界性(离不开区间)
定义
上界不唯一(找到一个上界后,其他比这个上界大的数也是上界)
说上界要说区间,如果不说就默认整个定义域
所有反三角函数都是有界的
应用
难点:有界性的判别
比如选择题给一个函数表达式和选项中的区间,判别有界还是无界,就是看有没有点的极限是无穷,一般算端点的极限是否存在,端点无穷则一定无界
无穷小*有界量
单调有界准则
重要函数
六大基本初等函数
常函数 C
幂函数
图像
假分式多项式除法
余数比除数次数低就停止
真分式拆项
遵循原则:分母是几次就拆几项,拆后每项的分子次数比分母括号里x的次数低一次
之后求未知数的操作
待定系数法
未知数那边每项通分,然后根据不同x次方的系数相等求解未知数
去分母法
考试中一般是两种方法混用,即先用去分母法将为0的全部x值点代入,但还有未知数无法解出,这时再利用待定系数法,一般选择x的最高次项系数相等比较简单,也有选择常数项相等的
将不含未知数一边的分母全部消掉,然后将所有能使其中一个式子为0的x值带入算出未知数
指数函数
对数函数
一般根式太多的函数直接取对数
三角函数
公式
反三角函数
图像
公式
第三项的常见变形ax
解释说明(画直角三角形)
复合函数
外层函数定义域和内层函数值域交集不能为空集
考点
1.将两个分段函数复合 方法:找到外层函数表达式,将里面的x用内层函数代替,这样新的表达式的定义域就是几个不等式,将不等式看作是内层函数找值域,再去内层函数看对应的真正的x取值范围
2.复合函数/多元复合函数求导
初等函数
初等函数是由基本初等函数和常数经过复合,有限次四则运算,得到的能用一个解析式表达的函数 用好几个解析式表示就是分段函数
分段函数
隐含的分段函数:max min |f(x)| [f(x)]
取整函数隐含不等式:f(x)-1<[f(x)]≤f(x)
max.min实质就是把函数分成几段,分别在每段上看
反函数(一对一)
x=g(y)
原反函数图像关于y=x对称,原反函数单调性相同
存在条件:单调函数一定有反函数,但有反函数不一定单调
隐函数
F(x,y)=0
参数方程
星形线(有平面直角坐标方程和参数方程形式)
摆线(只有参数方程形式)
极坐标
心形线
四种
反向出题:将其中一个心形线化成平面坐标方程 此时要求这个函数围成的图形面积 因此即使化成了平面坐标的形式也要认出来!
双纽曲线
两种
三叶玫瑰
四叶玫瑰
幂指函数
极限和求导
处理方法:取指数函数e
极限
定义
极限的严格概念不重要 作一般了解 函数极限存在充要条件重要 性质很重要
数列极限
收敛就是极限存在
n>N
函数极限
函数极限存在充要条件
特别重要!
要算左右极限的地方
分段函数分段点
特别
0+趋近无穷大,0-趋近0
0+趋近Π/2,0-趋近-Π/2
0+趋近0,0-趋近-1
即左右极限相等
性质
唯一性
(局部)有界性
数列极限存在,数列一定有界
函数x0处极限存在,则在x0的去心领域(即x0附近而不是整个领域)有界
(局部)保号性
同样是在x的去心领域内函数值符号和极限值符号相同
特别地,保号性推论:在x0附近函数值趋近A,且A>0,则函数可以大于任何一个大于0小于A的正数(即入A, 0<入<1)
极限存在准则
单调有界准则(考的更多更难,主要是用于证明极限存在或数列收敛)
数列(证明极限存在或收敛)
单调递增有上界
单调递减有下界
函数
夹逼准则(计算题)
数列计算题居多
放大缩小一定要保证首尾两项极限相等
两个重要极限(第二个考的特别多)
特点:前面两个x位置处一定要长得一样,且都趋近于0 即
变型:
1∞型未定式
一般形式
若limf(x)=1,limg(x)=∞,则
无穷小
定义
判断无穷小的唯一标准:极限是否为0
无穷小是函数,常数中只有0为无穷小
无穷小与自变量变化过程有关(不能随便说一个函数是无穷小,而是要说这个函数在某个变化过程下是无穷小,不然是无意义的)
性质
1.无穷小和极限存在的关系
应用:显化抽象函数(把抽象函数用相应的无穷小来代替 即如果一个抽象函数相应的极限在某个变化过程下存在,那么在这个变化过程决定的范围内,就可以写成极限值+无穷小,从而用无穷小来显化抽象函数)
运算
1.有限个无穷小的和、差、积仍为无穷小
2.无穷小与有界函数的乘积仍为无穷小
运算性质
四则运算
和标准无穷小比较:当x→x0时,α(x),β(x)分别是(x-x0)的n,m阶无穷小(其中x-x0是标准无穷小)
极限存在且不等于0的函数称作0阶无穷小
无穷小相乘,阶数相加
如果两个无穷小阶不一样,相加相减时,看得是低阶 (因为无穷小时阶数越高说明值越小,则影响越小)
无穷小相除,阶数相减(前提是分子的阶数比分母高)
比较
高阶、低阶、同阶无穷小(其中o表示高阶,O表示同阶)
特殊同阶无穷小:比值=1,称为同阶无穷小,用~表示
k阶无穷小(比值式的分母是k次方,比值=常数且不为0)
可命题角度
1.确定两个无穷小的关系
2.已知无穷小的关系求参数
常用等价无穷小
公式记忆
可命题角度
无穷小阶的确定(必考)
定义法
等价定阶
求导定阶
泰勒定阶
等价无穷小因子代换(一个重要的求极限的方法)
一个整体因子无论是分子还是分母,只要这个极限存在非0,就可以把极限值带进去再求极限
目标:使题目中涉及到的无穷小都变成同种类型,好相消
无穷大
是一种变化趋势存在,不是极限存在
性质
无穷大的倒数是无穷小,非0无穷小的倒数是无穷大
和无界的关系:无穷大可以推无界,但无界未必是无穷大,因为无穷大是在一个过程下都是无穷大
极限的运算准则
四则运算法则
两个函数极限都存在,则加减乘除的极限等于极限的加减乘除,若有一个不存在,则结果不确定
加减时,只要两个极限分开都存在,就可以分开去算,如果不存在就不能拆开
乘除时,只要有一个极限存在且不等于0,就可以先算出来
复合运算法则
连续
定义
一点处连续
双侧连续三要素:1.函数在x0有定义;2.函数在x0有极限;3.该点极限=该点函数值
单侧连续
左连续:f(x0-0)=f(x0)
右连续:f(x0+0)=f(x0)
闭区间连续
充要条件:1.在开区间处处连续;2.在左端点右连续,右端点左连续
运算性质
四则运算
在x0处f(x).g(x)都连续,则和差积商在x0处都连续
在x0处f(x)连续,g(x)不连续,和差一定不连续,但积商不确定(比如f(x)极限等于0,g(x)该点极限存在但不等于函数值,结果为0,那么函数值和极限值都为0,则函数连续)
在x0处f(x).g(x)都不连续,则和差积商都不确定
若反过来知道和差积商在x0处连续,不能推出f(x).g(x)的连续情况
复合运算
推论:在外层函数是连续的情况下,算整个的极限可以交换取函数值和极限的运算过程(可以先算自变量相应的极限,自变量极限处的函数值就是这个复合函数的极限值)
初等函数的连续性
1.基本初等函数在定义域内连续
2.一切初等函数在其定义域的每一个区间上都是连续的
如果一些三角函数它的定义域只有一些孤立的点,那在这些定义处必然是不连续的,因为点双侧都没有定义
间断点
前提:这个点的周围一定是都有定义(如果情景设定是单侧有定义的话也可以讨论)
第一类间断点(左右极限存在)
可去间断点(左右极限存在且相等)
跳跃间断点(做有极限存在但不相等)
第二类间断点(无穷间断点、振荡间断点等)
命题角度(寻找间断点)
方法
无定义的点一定是间断点
分段函数分段点是可疑的间断点
间断点分类:考察左右侧极限
闭区间连续函数的性质
最值定理
成立条件:闭区间、连续函数
有界性定理
定理:闭区间连续函数一定有界
推论1:开区间连续,左右端点极限存在,则函数在开区间上有界
推论2:(-∞,+∞)连续,正负无穷极限存在,则函数在(-∞。+∞)上有界
推论3:在闭区间上的某个点处,它的左/右/双侧极限趋于无穷,则函数在变化过程的任何区间都无界
介值定理
定理:闭区间连续,端点值不同,则对介于端点值之间任意的常数C,一定是某点函数值
推论(常用):闭区间上的连续函数必可取得介于两最值之间的任何值
命题角度:证明存在一点x0∈【a,b】,使得f(x0)=C
方法:1.定区间;2.用最值;3.证明C介于函数两最值之间
零值定理
定理:闭区间连续,两端点值乘积异号,则至少存在一个x0∈(a,b),使得f(x0)=0 即f(x)=0在(a,b)上至少有一个根
推论:开区间连续,左端点右极限和右端点左极限的乘积异号,则至少存在一个x0∈(a,b),使得f(x0)=0
命题角度:中值问题
方法:1.作辅助函数;2.定区间判断端点符号(端点取不到就看极限符号);3.用零点定理
特别的:当两个都为n阶的无穷小相加相减时,结果的阶数至少为n(即阶数不可能降低) 阶=n好理解,高于n是因为比如x-sinx结果=0,所以是高阶
两个角度做题方法:作商求极限
单调有界性证明方法步骤:分析:“抓两头”:抓住第一项和最后一项,以看出数列是单增还是单减 而最后一项就是极限,因此分析时事先要把极限求出来(在递推式两边求极限) 证明:以单调递减有下界为例子证明 先证有界性:方法是数学归纳法:1.a1=10>3 2。假设结论是对的 设an>3 3.证明an+1也 >3(递推式先抄一遍) 4.所以an>3 再证单调性:用an+1-an(先把已知条件递推式抄一遍,然后一般是根式相减,采用根式有理化,再因式分解,就可以看出结论) 所以数列单调递减有下界,故极限存在=A 再两边递推式求极限(就是分析里面的那步照抄)
如果考试已知条件给出极限的符号,一定要写保号性!
分别表示左、右极限
大于0叫做是去心领域内,在x0的附近,函数值趋近于A,所以这个极限描述的是局部性质 去心领域的意思是,在极限的定义里,这个x可以不用等于x0,即函数在这点有没有极限,和函数在这点有没有定义无关