习题1—7
1.指出下列各函数的间断点以及所属的类型。如果是可去间断点,则重新定义函数值使函数在该点连续
x2-1(1)y?2
x-3x?2解:x-3x?2?0?x?1,x?2
2x2-1x?1limy?lim2?lim??2,limy不存在 x?1x?1x-3x?2x?1x-2x?2所以x?1,是函数的第一类间断点,且是可去间断点 定义当x?1,y?-2可使函数在x?1 点连续。
x?2是函数的第二类间断点
(2)y?x 2x?x?2?x2?x?2?0?x?1,limy不存在,所以x?1是函数的第二类间断点 解:?x?1?x?01-x2nx (3)y?limn??1?x2n1-x2n解:x?1时,y?limn??1?x2n1?12nx?limxx??x
n??1?12nx1-x2nx?0 x?1时,y?limn??1?x2n1-x2nx?x x?1时,y?limn??1?x2nx?1?0limy?-1,limy?1,yx?1?0,所以x?1是函数的第一类间断点
x?1?0x??1?0limy?-1,limy?1,yx??1?0,所以x??1是函数的第一类间断点
x??1?0(4)y?(1?1x)x
解:limy?lim(1?x)x?0x?01x1?e,x?0时,无意义,y?(1?x)x无意义,所以x?0是函数的
x1第一类间断点。
定义x?0时,y?e可使函数在x?0处连续 2.写出函数在点x0连续的ε—δ定义。
解:设函数f(x)在点x0的某邻域内有定义,???0,???0,?x:x-x0??,使
f(x)-f(x0)??成立,则f(x)在点x0处连续
3.(1)函数f(x)在点x0连续,而函数g(x)在点x0不连续,问此两函数之和在点x0是否连续?
那么此两函数的积呢?
(2)在点x0,f(x)与g(x)都不连续,则两函数的积是否必不连续? 解:(1)①f(x)?g(x)在x0处不连续
证明:设f(x)?g(x)在x0处连续,则???0,??1?0,?x:x-x0??1,
f(x)?g(x)-f(x0)?g(x0)??/2
??/2?f(x)?g(x)-f(x0)?g(x0)??/2
??/2?[f(x)-f(x0)]?g(x)?g(x0)??/2?[f(x)-f(x0)]
由于f(x)在x0处连续,所以???0,??2?0,?x:x-x0??2,
f(x)-f(x0)??/2,
??/2?f(x)-f(x0)??/2
g(x)?g(x0)??/2?[f(x)-f(x0)]??/2?[??/2]?? g(x)?g(x0)???/2?[f(x)-f(x0)]???/2??/2???
故: g(x)?g(x0)??
所以???0,???min{?1,?2},?x:x-x0??,使g(x)?g(x0)??成立。
与g(x)在点x0不连续矛盾,所以f(x)?g(x)在x0处不连续
②f(x)?g(x)在x0处可能连续
?2x2,x?0?2x,x?0??x?0,f(x)?g(x)??0,x?0 例:f(x)?x,g(x)??3,?-2x,x?0?2??-2x,x?0在x=0处f(x)连续,g(x)不连续,但f(x)?g(x)连续
(2)不一定
?2x?x2,x?0?x,x?0?2?x,x?0???x?0,g(x)??0,x?0,f(x)?g(x)??0,x?0例:f(x)??1, ?-x,x?0?2-x,x?0?2???-2x?x,x?0在x=0处f(x)不连续,g(x)不连续,但f(x)?g(x)连续
1?α?xsin,4.确定常数α、β,使f(x)??x??β,解:limf(x)?limx?x?0x?0在点x=0连续。
1,所以要使limf(x)存在,必须使??0,此时
x?0x?0x?0x1?limf(x)?limxsin?0 x?0x?0xsinf(0)???0
5.设?x,y?R,f(x)满足f(x?y)?f(x)?f(y),且f(x)在点x=0连续,则?x?R,f(x) 连续
解:f(x?0)?f(x)?f(0),f(x)?f(x)?f(0),f(0)?0
f(x)在点x=0连续,故limf(x)?f(0)?0
x?0?x?0lim[f(x??x)-f(x)]?lim[f(x)?f(?x)-f(x)]?limf(?x)?f(0)?0
?x?0?x?0?x?0limf(x??x)?f(x)
故?x?R,f(x) 连续
6.若f(x)在区间I上连续,试证f(x)在I上连续。
解:f(x)在区间I上连续
故:?x0?I,???0,???0,?x:?x:x-x0??,f(x)-f(x0)??。
f(x)-f(x0)?f(x)-f(x0)
故:?x0?I,???0,???0,?x:?x:x-x0??,f(x)-f(x0)?? 故:f(x)在区间I上连续
习题1—8
1.写出当x?0时,下列无穷小量的等价无穷小 (1)arcsinx
解:y?arcsinx,x?0,y?0
而y?0时,y与siny是等价无穷小
y?arcsinx,siny?x
所以x?0时,与arcsinx等价无穷小的是x (2)2x?x
322解:2x?x?x(2x?1)
322x3?x2?1 limx?0,lim(2x?1)?1,lim2x?0x?0x?0x2所以x?0时,与2x?x等价无穷小的是x (3)1?2sinx?1 解:1?2sinx?1?3222sinx1?2sinx?1?1
x?0lim21?2sinx?1所以找1?2sinx?1的等价无穷小,只要找sinx的等价无穷小, 而与sinx等价无穷小的是x,所以与1?2sinx?1等价无穷小的是x
2.找出下列运算中的错误 (1)limsinx-tanxx-x?lim?0 33x?0x?0xx解:应将分子作为一个整体,用其无穷小代替,而不是将分子的各项用其无穷小代替
正确解法:
?2x??2x?sinx2sin???2sin?1cosx-12??????2??sinx-tanx?sinx?1- ??sinx???sinx?cosx?cosx??cosx??cosx?????x??xxsinx?2sin2?2sin22()2sinx-tanxsinx2??2?limxlim2?1 lim?lim?limlimx?0x?0x?0xx?0x?0xx?0x22x3x3x2sinmx(m,k为自然数)
x??sinkxmxm解 原式=lim?
x??kxk解:x??时,mx和kx不是无穷小,所以分子分母不能用mx和kx代替
(2)limm?1sinm(??x)和sinkx?(?1)k?1sink(??x) 正确解法:sinmx?(?1) limsinmxsinm(??x)m(??x)m?(?1)m?klim?(?1)m?klim?(?1)m?k
x??sinkxx??sink(??xx??k(??x))k3.证明β与α是等价无穷小的充要条件为
????o(?)
证明:充分条件:????o(?)?lim所以?~?
必要条件:lim???o(?)o(?)?o(?)??lim?lim?1??1 ??1?limx???x??x??x??????????1??1??(x)???????(x),其中?(x)是一个无穷小量
x??????(x)lim?lim?(x)?0???(x)?o(?) x??x???所以????o(?)
4.求下列极限