函数、极限与连续
试题分析
(一)填空题
1. 设 ,则 。 (90,上,期中)
解 此题主要考查复合函数概念
2. 若 ,则 。 (90,上,期末)
解 此题主要考查分段函数概念及分段函数复合的基本方法
解不等式 ,得 ,此时 ;
解不等式 ,得 。因此
注 此题也可通过引进中间变量 及利用函数 的图象得到 的表达式,读者不妨一试。
3. 函数 的定义域是 。 (91,上,期末)
解 函数 的定义域是 。由 的定义,当 时,;当 时,。故 的定义域为 。
4. 设 ,则 。 (97,上,期中)
解 利用重要极限 及复合函数求极限的法则,有
从而 。
5. 设 均为正数,则 。 (96,上,期中)
解 这是运用夹逼定理求极限的题目。
令 ,则 ,令 ,注意到 ,由夹逼定理即得结果。
6. 设 ,,则 的间断点为 。 (97,上,期中)
解 因为 在 上连续, 的间断点为 ,所以由连续函数的性质知 是 的间断点。
或者先写出 的解析表达式:
然后再检验分界点 与 是否是间断点。例如,对 ,因为
左极限不等于右极限,所以 是 的间断点。
7. 函数 的间断点为 ,类型为第一类。 (91,上,期末)
解 去掉绝对值写出 的表达式:
易见 是 的间断点,且 ,所以 是 的第一类间断点。
8. 当 时,无穷小量 是 的 阶无穷小。(或填 同) (91,上,期末)
解 根据无穷小量阶的比较的概念及重要极限 即可得结论。
因为 ,所以当 时, 是 的一阶无穷小。
9. 若 在 上连续,则 。 (98,上,期末)
解 显然,当 时 连续。由 在 处连续的定义知 ,而
于是由 ,得 。
11. 设函数 ,则 在 处间断,其类型是 第一类间断点。 (03,上,期中)
解 这是用极限定义的函数,注意到
所以 是第一类间断点。
12. 函数 的间断点 是第 1 类间断点。 (04,上,期末)
解 由取整函数的定义知
所以 是第一类间断点。
(二)单项选择题
2. 极限 是
(A) 不存在 (B) 等于 5 (C) 等于 3 (D) 等于 0 [B] (96,上,期末)
解 利用已知极限 及极限的四则运算法则,有
或者利用重要极限 及连续函数求极限的法则可得
3. 设 ,则 为 的
(A) 第一类间断点 (B) 第一类间断点 (C) 可去间断点 (D) 连续点 [C] (97,上,期中)
解 因为 ,,所以 (有界变量与无穷小量的乘积仍是无穷小量)。又 ,故 是 的可去间断点。
4. 设 ,其中 为常数,,则必有
(A) (B) (C) (D) [A] (97,上,期中)
解 因为
所以 。
5. 设函数 ,则
(A) 不存在间断点 (B) 存在间断点 (C) 存在间断点 (D) 存在间断点 [B] (99,上,期末)
解 写出 的表达式
结论便自明。
6. 设 在 内有定义, 为连续函数,且 , 有间断点,则
(A) 必有间断点 (B) 必有间断点 (C) 必有间断点 (D) 必有间断点 [D] (99,上,期中)
解 当 的值域中不含 的间断点时, 连续,故 (A) 不对;
当 时, 连续,所以 (B) 也不对;
当 为常值函数时, 连续,因此 (C) 不对;(D) 是对的,可用反证法证明。
7. 设当 时, 都是无穷小 ,则当 时,下列表达式中不一定为无穷小量的是
(A) (B) (C) (D) [A] (04,上,期末)
解 可取 ,易知选 (A)。
8. 设 ,若 在 连续,则常数 等于
(A) 5 (B) 4 (C) 7/2 (D) 5/2 [D] (01,上,期末)
解 用极限先求出 的表达式:
再由函数在 处的连续性知 。
9.
(A) 不存在但不为 (B) 等于 2 (C) 等于 0 (D) 为 [A] (01,上,期中)
解 因为 ,。所以选 (A)。
(三)计算题
1. 计算 (93,上,期中)
解
注 本题将来也可用洛必达(L'Hospital)法则计算。
2. 求函数 的间断点,并指出其类型(要说明理由)。 (94,上,期中)
解 的间断点为 。
,所以 是 的第二类间断点; ,,左右极限存在但不相等,所以 是 的第一类间断点; ,极限存在但函数在该点无定义(或可补充定义),所以 是可去间断点。
3. 设 ,试求 的连续区间与间断点,并指出间断点的类型(要说明理由)。 (92,上,期中)
解 的间断点为 ;连续区间是 。
因为 ,所以 是 的第二类间断点; 因为 ,,所以 是 的第一类间断点。
4. 求 (01,上,期中)
解
5. 求 的连续区间与间断点,并指出间断点的类型(要说明理由)。 (93,上,期中)
解 的连续区间为 ,间断点为 和 。
,所以 是可去间断点; ,所以 是第二类间断点; ,,所以 是函数 的第一类间断点。
(四)证明题
1. 设 ,证明数列 存在极限,并求此极限。 (96,上,期末)
证,由递推关系 易知对一切 。
因为
而 ,所以对一切 ,即数列 单调增加。又 ,设 ,则 。故由归纳法知对一切 ,有 ,即 上方有界。由单调有界原理,数列 收敛。设其极限为 ,即 ,在递推公式两边令 取极限,得 。由此解得 (舍去负根),故
2. 设函数 在点 处连续,并且 。试证:存在 的邻域,使得在此邻域内有 ,其中常数 。 (92,上,期中)
证 因为 在 处连续,所以 ,又 ,故
由函数极限定义,对 ,存在 的某个邻域,使得在此邻域内有
即
$$f(x_0)-\varepsilon<f(x)<f(x_0)+\varepsilon $$="" 由此得到 ,即 在 的某邻域内成立。3. 设函数 在 上连续,且 ,证明:存在一点 ,使得 。 (96,上,期中)
证 构造辅助函数 。显然 ,又
于是
若等号成立,则可取 或 ;若 ,则由闭区间上连续函数的介值定理知,存在 ,使 ,即 。
4. 设正数数列 满足条件 ,证明 存在,并求 。 (98,上,期末)
证法一 由极限的保序性,存在 ,当 时,,因此 单调减(),又因 ,根据单调有界原理, 收敛。设 ,则 。若 ,则 ,与 矛盾。故 。
证法二 由于 ,所以对于 ,存在 ,使当 时,有
推得 $\dfrac{x_{n+1}}{x_n}<l+\varepsilon=\dfrac{1+l}{2}<1$。于是,当 $n\geq="" n$="" 时<="" p="">
即 $0
练习
1. 设 ,求 。 (85,上,期末)
2. 设 ,求 。 (94,上,期中)
3. 已知 ,求 。 (86,上,期末)
4. 设 ,试作出函数 的草图。 (92,上,期中)
5. 如果 ,求 。 (88,上,期末)
6. 求 。 (88,上,期末)
7. 计算 。 (91,上,期末)
8. 求 的连续区间与间断点,并指出间断点的类型(要说明理由)。 (93,上,期中)
9. 求 。 (00,研)
10. 证明 当 时连续。
11. 设 ,证明数列 收敛,并求 。
夜雨聆风