函数极限习题与解析
§2多元函数的极限习题参考解答
814§2 多元函数的极限习题参考解答1. 依定义验证22(,)(2,1)lim ()7x y x xy y →++=。
解 因为()()12472222−+−++=−++y xy x y xy x()()()()()()31221112222+−+++−≤−++−+−+−+=y y y x x y y y y x x x先限制在点(2，1)的1=δ的方邻域 (){}11,12,<−<−y x y x 内讨论，于是有，,541413<+−≤+−=+y y y ()()5122+−+−=++y x y x7512<+−+−≤y x所以， 1527722−+−≤−++y x y xy x ()127−+−<y x 。
设ε为任给正数，取),14,1min(εδ=则当)1,2(),(,1,2≠<−<−y x y x δδ时，就有， 2277214x xy y δδε++−<⋅=<。
2. 依定义证明0lim22)0,0(),(=+→yx xy y x 。
证 因为)(21)(|0|2222222122y x y x y x y x xy +=++≤−+， 可见，对∀ε >0， 取εδ2=， 则当δ<−+−<22)0()0(0y x , 即),(),(δO U D y x P D∩∈时， 总有|22yx xy +−0|<ε，因此。
0lim 22)0,0(),(=+→yx xy y x3. 证明极限 242)0,0(),(limy x yx y x +→不存在。
815证：当点P (x ，y )沿y 轴趋于点(0, 0)时，00lim lim 20242)0,0(),(==+→→y y x y x y y x ； 当点P (x ， y )沿y 轴趋于点(0, 0)时，00lim ) ,0(lim ),(lim 0)0,0(),(===→→→y y y x y f y x f 。
第二章极限习题及答案：极限的四则运算
自变量趋向无穷时函数的极限例 求下列极限：（1）42242115lim x x x x x --+-∞→（2）⎪⎪⎭⎫⎝⎛+--∞→1212lim 223x x x x x 分析：第（1）题中，当∞→x 时，分子、分母都趋于无穷大，属于“∞∞”型，变形的一般方法是分子、分母同除以x 的最高次幂，再应用极限的运算法则．第（2）题中，当∞→x 时，分式1223-x x 与122+x x 都趋向于∞，这种形式叫“∞－∞”型，变形的一般方法是先通分，变成“∞∞”型或“00”型，再求极限．解：（1）211151lim 2115lim 24424224--+-=--+-∞→∞→x x x x x x x x x x .212000012lim lim lim 1lim 5lim 1lim 2442-=--+-=--+-=∞→∞→∞→∞→∞→∞→x x x x x x x x xx（2）)12)(12()12()12(lim 1212lim 2223223+---+=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+--∞→∞→x x x x x x x x x x x x )12)(12(11lim)12)(12(lim2223xx xx x xx x x +-+=+-+=∞→∞→ 41)02)(02(01)12(lim )12(lim )11(lim 2=+-+=+-+=∞→∞→∞→xx x x x x说明：“∞∞”型的式子求极限类似于数列极限的求法．无穷减无穷型极限求解例 求极限：（1）)11(lim 22x x x x x +--++-∞→（2）)11(lim 22x x x x x +--+++∞→分析：含根式的函数求极限，一般要先进行变形，进行分子、分母有理化，再求极限． 解：（1）原式22112limxx x x xx +-+++=-∞→222112limxx x x x x +-+++-=-∞→.11111112lim22-=+-+++-=-∞→xx xx x（2）原式22112limxx x x xx +-+++=+∞→.11111112lim22=+-+++=+∞→xx xx x说明：当<x 时，2x x ≠，因此211111121122222→+-+++≠+-+++xx xx xx x x x．利用运算法则求极限例 计算下列极限： （1）⎪⎭⎫⎝⎛+-+++++++∞→123171411lim 2222n n n n n n ； （2）()⎥⎦⎤⎢⎣⎡-+++--∞→n n n 3112719131lim 1 . （1992年全国高考试题，文科难度0.63）解： （1）原式()11321lim 2+-=∞→n n n n()232213lim 123lim 222=+-=+-=∞→∞→nn n n n n n . （2）原式⎪⎭⎫ ⎝⎛--⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛--=∞→31131131limnn[]41014131141lim =-=⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫⎝⎛--=∞→nn .说明：该题计算时，要先求和，再求所得代数式的极限，不能将只适用有限个数列的加、减、乘、除的数列极限的四则运算法则，照搬到无限个数列的加、减、乘、除，超出了法则的适用范围，下面的计算是错误的： （1）原式123lim 14lim 11lim 222+-+++++=∞→∞→∞→n n n n n n n（2）原式()4131131027********lim 271lim 91lim 31lim 1=⎪⎭⎫ ⎝⎛--=+++-=-+++-=-∞→∞→∞→∞→ n n n n n n 用二项式定理展开或逆用等比数列和公式化简求极限例 设*N p ∈，求nn p n 1111lim 1-⎪⎭⎫ ⎝⎛++∞→．分析：把111+⎪⎭⎫⎝⎛+p n 用二项式定理展开或逆用等比数列和公式即可求得．解：111221111)1()1(1111++++++++++=⎪⎭⎫ ⎝⎛+p p p p p p nC n C n C n pp p p p p p nC C n C n C nn )1()1(111111131221111++++++++++=-⎪⎭⎫ ⎝⎛+∴11111lim 111+==-⎪⎭⎫ ⎝⎛+∴++∞→p C nn p p n或：逆用等比数列求和公式：原式⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛+++⎪⎭⎫ ⎝⎛++⎪⎭⎫ ⎝⎛++=∞→pn n n n 1111111lim 211111+=+++=+p p个说明：要注意p 是与n 无关的正整数，111+⎪⎭⎫⎝⎛+p n 不是无限项，对某些分式求极限应先对式子进行必要的变形，使之成为便于求极限的形式，以利问题的解决，经常用到的技巧是分母、分子有理化或按二项式定理展开等等．零乘无穷型转化为无穷除无穷型例 求.)1(lim n n n n -+∞→分析：当∞→n 时，所求极限相当于∞⋅0型，需要设法化为我们熟悉的∞∞型． 解： n n n n )1(lim -+∞→.211111lim 1lim)1()1)(1(lim =++=++=++++-+=∞→∞→∞→nnn n n n n n n n n n n n说明：对于这种含有根号的∞⋅0型的极限，可采取分子有理化或分母有理化来实现．如本题是通过分子有理化，从而化为nn n++1，即为∞∞型，也可以将分子、分母同除以n的最高次幂即n ，完成极限的计算．根据极限确定字母的范围例 已知161)2(44lim 2=+++∞→n n n n m ，求实数m 的取值范围． 分析：这是一个已知极限的值求参数的范围问题，我们仍然从求极限入手来解决．解：16142161lim )2(44lim 2=⎪⎭⎫⎝⎛++=++∞→+∞→nn n n n n m m 于是142<+m ，即26,424<<-<+<-m m ． 说明：在解题过程中，运用了逆向思维，由16142161lim =⎪⎭⎫⎝⎛++∞→n n m 可知，nm ⎪⎭⎫⎝⎛+42的极限必为0，而0→n q 的充要条件是1<q ，于是解不等式142<+m ． 零比零型的极限例 求xx x 11lim10-+→． 分析：这是一个00型的极限，显然当0→x 时，直接从函数xx 1110-+分子、分母中约去x 有困难，但是1110-+x 当0→x 时也趋近于0，此时x 化为1)1(1010-+x ，这就启发我们通过换元来解决这一难题，即设101x y +=，则110-=y x ．解：设101x y +=，则110-=y x ，于是，当0→x 时，1→y ． 原式10111lim 11lim891101=++++=--=→→y y y y y y y说明：本题采用的换元法是把0→x 化为01→-y ，这是一种变量代换．灵活地运用这种代换，可以解决一些型的极限问题． 例如对于11lim 21--→x x x ，我们一般采用因式分解，然后约去1-x ，得到2)1(lim 1=+→x x ．其实也可以采用这种代换，即设1-=x t ，则当1→x 时，0→t ，这样就有.2)2(lim 1)1(lim 11lim 02021=+=-+=--→→→t tt x x t t x 组合与极限的综合题例 ) (lim 1222=++∞→n n nn n C CA ．0B ．2C ．21 D ．41 分析：将组合项展开后化简再求极限．解： 1222lim ++∞→n n nn n C C.4126412lim )22)(12()1(lim )!22()!1()!1(!!)!2(lim 222=++++=+++=⎥⎦⎤⎢⎣⎡++⋅+⋅=∞→∞→∞→n n n n n n n n n n n n n n n n 故应选D ．说明：本题考查组合的运算和数列极限的概念．高考填空题1．计算.________)2(lim =+∞→nn n n 2．若数列{}n a 的通项公式是)N ()1(1*∈+=n n n a n ，则.________)(lim 21=+∞→n n a n a3．计算：.________)13(lim =++∞→nn n n1．解析 22222221221lim 2lim -+--+-∞→∞→=⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛+-+=⎪⎭⎫ ⎝⎛+-=⎪⎭⎫ ⎝⎛+e n n n n n n n nn n n说明：利用数列极限公式e n nn =⎪⎭⎫⎝⎛+∞→11lim ，把原题的代数式稍加变形即可获解．本题主要考查灵活运用数列极限公式的能力．2．解析 .21,)1(11=∴+=a n n a n.23121)11121(lim )1(121lim 2=+=++=⎥⎦⎤⎢⎣⎡+⋅+∴∞→∞→nn n n n n说明：本题的思考障碍点是如何求1a ？——只要懂得在通项公式中令1=n ，可立得1a 的具体值，本题考查数列极限的基本知识．3．解析 nn n n )13(lim ++∞→ 21221)121(lim e n n n n n =⎥⎦⎤⎢⎣⎡++=++∞→说明：本题考查数列极限公式的应用．根据已知极限和四则运算求其它极限例 若12lim =∞→n n na ，且n n a ∞→lim 存在，则.________)1(lim =-∞→n n a nA ．0B ．21 C ．21- D ．不存在 分析：根据题设知n na 和n a 均存在极限，这是进行极限运算的前提，然后相减即可求得结论．解：,lim ,12lim 存在n n n n na na ∞→∞→=0lim 021lim2lim lim =∴==∴∞→∞→∞→∞→n n n nn nn a n na a又21lim ,12lim ==∞→∞→n n n n na na ∴21210lim lim )(lim )1(lim =-=-=-=-∞→∞→∞→∞→n n n n n n n n n na a na a a n 即.21)1(lim -=-∞→n n a n选C ．说明：n n a ∞→lim 是关键，不能错误地认为0lim =∞→n n a ，0)1(lim =-∞→n n a n ．两个数列{}n a 、{}n b 的极限存在是两个数列的和．差、积存在极限的充分条件．但⎭⎬⎫⎩⎨⎧n n b a 的极限不一定存在．化简表达式再求数列的极限例 求下列极限 （1）⎪⎭⎫⎝⎛+++++++++∞→112171513lim 2222n n n n n n （2）nnn 21412113191311lim ++++++++∞→ （3）⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛+-⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎪⎭⎫ ⎝⎛-∞→211511411311lim n n n 分析：先运用等差数列、等比数列的前n 项公式求和，或运用其他方式化简所给表达式，再进行极限的四则运算．解：（1）原式1)12(753lim2++++++=∞→n n n 11121lim 1)2(lim 22=++=++=∞→∞→nn n n n n n （2）原式n n n n nn ⎪⎭⎫⎝⎛-⎪⎭⎫ ⎝⎛-=⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎭⎫⎝⎛-=∞→∞→211311lim 34211231123lim 4301013421lim 1lim 31lim 1lim 34=--⋅=⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎪⎭⎫⎝⎛-=∞→∞→∞→∞→n n n nn n （3）原式.222lim21544332lim =+=⎪⎭⎫ ⎝⎛++⋅⋅⋅=∞→∞→n n n n n n n 说明：先化简，再求极限是求极限经常用到的方法，不能认为0112lim ,,015lim ,013lim 222=++=⎪⎭⎫⎝⎛+=⎪⎭⎫ ⎝⎛+∞→∞→∞→n n n n n n n 而得到（1）的结果是0．无穷比无穷和字母讨论的数列极限例 求下列极限：（1）n n n n n 3423352lim 11⋅+⋅⋅-++∞→ （2）)0(11lim>+-∞→a a a nnn 分析：第（1）题属“∞∞”型，一般方法是分子，分母同除以各式中幂的值最大的式子．第（2）题中当a 的值在不同范围内变化时，分子，分母的极限或变化趋势）不同，因此要分各种情形进行讨论．解：（1）原式432315322lim 342331522lim +⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅-⎪⎭⎫ ⎝⎛⋅=⋅+⋅⋅-⋅=∞→∞→n nn n n nn n .41540315024lim 32lim 315lim 32lim 2-=+⨯-⨯=+⎪⎭⎫⎝⎛-⎪⎭⎫⎝⎛=∞→∞→∞→∞→n nn n nn （2）当10<<a 时，01111lim 11lim=+-=+-∞→∞→n n n n a a ， 当1>a 时，.110101lim 1lim 1lim 1lim 1111lim 11lim -=+-=+⎪⎭⎫⎝⎛-⎪⎭⎫⎝⎛=+⎪⎭⎫ ⎝⎛-⎪⎭⎫ ⎝⎛=+-∞→∞→∞→∞→∞→∞→n n n n nn n n n n n n a a a a a a说明：含参数的式子求极限，经常要进行讨论，容易出现的问题是错误地认为0lim =∞→n n a ．根据极限确定等比数列首项的取值范围例 已知等比数列{}n a 的首项为1a ，公比为q ，且有211lim 1=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+∞→n n q q a ，求1a 的取值范围．分析：由已知条件及所给式子的极限存在，可知nn q ∞→lim 存在，因此可得q 的取值范围，从而确定出1a 的取值范围．解：由211lim 1=⎪⎪⎭⎫⎝⎛-+∞→n n q q a ，得nn q ∞→lim 存在． ∴1<q 且0≠q 或1=q ．． 当1<q 时，有2111=+q a ， ∴121-=a q ，∴112<-a 解得101<<a ， 又0≠q ，因此211≠a ． 当1=q 时，这时有2112lim 1=⎪⎭⎫⎝⎛-∞→a n ， ∴31=a ．综上可得：101<<a ，且211≠a 或31=a ． 说明：在解决与数列有关的问题时，应充分注意相关知识的性质，仅从极限的角度出发来考虑q 的特点，容易将0≠q 这一条件忽视，从而导致错误．求函数在某一点处的极限例 求下列极限：（1）⎪⎪⎭⎫⎝⎛++++→22423lim 3322x x x x x （2）401335172lim 225++++→x x x x x（3）xxx 320cos 1sin lim -→（4）⎪⎭⎫⎝⎛---→9631lim 23x x x分析：第（1）题中，2=x 在函数的定义域内，可直接用极限的四则运算法则求极限；（2）、（3）两个极限分子、分母都趋近于0，属“”型，必须先对函数变形，然后施行四则运算；（4）为“∞-∞”型，也应先对函数作适当的变形，再进行极限的运算．解：（1）22lim 423lim 22423lim 332223322++++=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛++++→→→x x x x x x x x x x x )2(lim 2lim )4(lim )23(lim 3232222++++=→→→→x x x x x x x x 2lim lim lim 24lim lim 2lim lim 32323223222→→→→→→→++++=x x x x x x x x x x x.513581222242223322=+=+⨯+++⨯= （2）.18)5(7)5(2872lim )8)(5()72)(5(lim 401335172lim 55225-=+-+-⨯=++=++++=++++→→→x x x x x x x x x x x x x （3）xx x x x x x x x x x 20220320cos cos 1cos 1lim )cos cos 1)(cos 1(cos 1lim cos 1sin lim +++=++--=-→→→ .3211111=+++= （4）.6133131lim 96)3(lim 9631lim 32323=+=+=--+=⎪⎭⎫ ⎝⎛---→→→x x x x x x x x 说明：不能错误地认为，由于31lim3-→x x 不存在，96lim 23-→x x 也不存在，因此（4）式的极限不存在．（4）属于“∞-∞”型，一般要先对函数式进行变形，变为“00”型或“∞∞”型，再求极限．函数在某一点处零比零型的极限例 求下列极限：（1）3111lim x x x --→ （2）xx x x 32sin sin tan lim -→π 分析：第（1）题中，当1→x 时，分子、分母的极限都是0，不能用商的极限的运算法则，应该先对分式变形，约去一个极限为零的因式后再应用极限的运算法则求分式的极限，常用的变换方法有：①对多项式进行因式分解；②对无理式分子或分母有理化；③对三角函数式（如第（2）题，先进行三角恒等变换，再约分．解：（1）原式)1)(1)((1()1)(1)(1(lim 32333231x x x x x x x x x +++-+++-=→.23111111)1(lim )1)(1()1)(1(lim 32313231=+++=+++=+-++-=→→xx x x x x x x x x（2）原式xx x x x x x x x x cos sin cos sin sin lim sin sin cos sin lim 3232⋅-=-=→→ππ .211)11(1cos )cos 1(1lim cos sin cos 1lim222=⨯+=⋅+=⋅-=→→x x x x x ππ 说明：如果分子、分母同乘以31x +，对（1）式进行变形，思维就会受阻，正确的方法是分子、分母同乘以分子、分母的有理化因式，分母的有理化因式是)1(323x x ++．。
函数极限习题及解析
函数极限习题及解析1. 极限的定义函数极限是研究函数变化趋势的重要概念，通过求取函数在某一点附近的极限值，可以推断函数在该点的行为。
函数极限的定义如下：对于函数 f(x)，当 x 趋近于 a 时，如果存在一个常数 L，使得对于任意给定的正数ε，都存在一个正数δ，满足当 0 < |x-a| < δ 时，有 |f(x)-L| < ε 成立，那么称函数 f(x) 在 x=a 处具有极限 L，记作lim(x→a) f(x) = L。
2. 基本极限公式在计算极限的过程中，常常会用到一些基本的极限公式，它们的证明可以依靠函数极限的定义以及一些基础的数学概念。
以下是一些常见的基本极限公式：公式1：lim(x→a) c = c，其中 c 为常数。
lim(x→a) c = c，其中 c 为常数。
公式2：lim(x→a) x = a。
lim(x→a) x = a。
公式3：lim(x→∞) kx = ∞，其中 k 为正常数。
lim(x→∞) kx = ∞，其中 k 为正常数。
公式4：lim(x→∞) x^n = ∞，其中 n 为正整数。
lim(x→∞) x^n = ∞，其中 n 为正整数。
公式5：lim(x→a) (f(x) ± g(x)) = lim(x→a) f(x) ± lim(x→a) g(x)，其中 f(x) 和 g(x) 在 x=a 处有极限。
lim(x→a) (f(x) ± g(x)) =lim(x→a) f(x) ± lim(x→a) g(x)，其中 f(x) 和 g(x) 在 x=a 处有极限。
3. 极限的题和解析题1：求函数 f(x) = (x^2 - 1) / (x - 1) 在 x = 1 处的极限。
解析：直接代入 x = 1，得到 f(x) = 0/0，这种形式的函数是无法通过直接代入求得极限的。
我们可以对该函数进行化简，得到 f(x) = x + 1。
(完整版)函数极限习题与解析
同济大学第六版高等数学)、填空题设 f(x) 2 x lglg x ，其定义域为 。
设 f(x) ln(x 1) ，其定义域为 。
设 f(x) arcsin( x 3) ，其定义域为 。
设 f (x)的定义域是 [0 ， 1] ，则 f(sin x)的定义域为设 y f ( x)的定义域是 [0，2] ，则 y f (x 2 )的定义域为x 2x k lim 4 ，则 k= x 3x 3x函数 y 有间断点 ，其中 为其可去间断点。
sinxsin2x若当 x 0时 ， f(x) ，且 f (x)在x 0处连续 ，则 f (0) x、函数 f(x)在 x 0处连续是 f(x)在 x 0连续的条件。
(x 3 1)(x 2 3x 2)53 2x 5 5x 3lim (1 2)kn e3，则 k= nx 2 12的间断点是x 3x 2、当 x 时， 1 是比 x 3 x 1 的无穷小。
x1、 2、 3、 4、5、6、 7、8、 9、1011121314l n im(n 21nn22n 2n n) nn、函数 y15 、当 x 0时，无穷小 1 1 x 与 x 相比较是 无穷小。
116、函数 y e x 在 x=0 处是第 类间断点。
x0若 lim f (x) 存在 ，则 a=(1 ax) x x 0x sin x20、曲线 y2 2 水平渐近线方程是 x 21、 f (x)4 xx 1 22 1的连续区间为a=、计算题1、求下列函数定义域2 ) y sin x ；23) y e x ；2、函数 f (x) 和 g(x) 是否相同？为什么？17 、设 y3x 1 x1，则 x=1 为 y 的 间断点。
18 、已知 f3， 则当 a 为3时，函数 f (x) asinxsin3x 在 x 33处连续。
sin x19、设 f (x) 2xxa,x22 、设 f (x)cosx , x00在 x 0连续 ，则常数11 x23) f (x) 1 g(x) sec2tan 2 x；3、判定函数的奇偶性221) y x2 (1 x2) ；2)2y 3x23x；3) y x(x 1)( x 1)4、求由所给函数构成的复合函数u2 sin v x2u,sin x 5、计算下列极限1)1l n im (1 12limn12 3 (n 1) ；2；n3) lim x2 5x2x4) l x im1x 2 2x 1x2 1；5) lim(1x 1)(2x12)x6) l x im2x32x 2；(x 2) 2 ；7) lim x 2x01sinx8)x21lxim1 3 x 1 x9) lim x( x2x1 x)6、计算下列极限sin wx 1) limx 0xsin 2 x lim ；x 0 sin 5 x3) lim xcot xx04) l x im(1x x)x；x 1 x 1(5) lim ( )x 1 ；xx 17、比较无穷小的阶1 6)lim (1 x)x；x0(1) x0时 ， 2x x 2与 x 2 x 3 4 ；12(2) x 1时 ， 1 x 与 (1 x 2) ；8、利用等价无穷小性质求极限2) lim sin(x m ) (n ,m 是正整数) ；x 0(sin x)m9、讨论函数的连续性 10、利用函数的连续性求极限B )1、设 f(x) 的定义域是 [0 ，1] ，求下列函数定义域4)lim (11)2xx1) lim ln(2cos2x)x62)lim ( x 2x xx 2x ) ；3)lim lnsin x； x 0x5)设f (x) lim(1nx n )nn,求 lim t1f(t1 11)6) lim xln( x 1) xx 1 11 、设函数 f(x) a x0 x0 应当怎样选择 a ，使得 f (x)成为在 ( ) 内的连续函数。
高等数学极限经典习题及解析
dv 1 v3 v C 1
1 x2
3
2
1 x2
1
2 C.
2v
3
3
2.求
I
arctan x
x dx .
解. I 2 arctan xd x 2 x arctan x 2 xd arctan x
2
x arctan
x
1
1
x
dx
2
x arctan
条件(充分,必要,充要).
3.设 f x 的一个原函数是 x sin x ,则 f x ______ .
4.反常积分 xexdx ______ .
x dx ,于是
At
1 2
t
f
t ,故 t
1 2
是
At
在0,1 上的唯一驻点,又 t 1 时 At 0 , t 1 时 At 0 ,故 t 1 是
2
2
2
At 在0,1 上的最小值点,证毕.
4
七.(1)求解初值问题
dx
dx
dx 2u
dx 2u
2u 1 u2
du
1 dx ,解得 ln 1 u2 x
ln
x
C1 x
1 u2
C ,即
x2 y2 Cx ,代入 x 1, y 0 C 1 ,因此 x2 y2 x .
(2)设 y y x 满足 y 3y 2 y 2ex ,且图形在 0,1 处与曲线 y x2 x 1
4.对于a,b 上函数的下列性质:(1)连续,(2)有界,(3)可导,(4)可积,下面
高等数学(函数与极限)习题及解答
练习1-1
练习1-2
练习1-3
练习1-4
练习1-5
练习1-6
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高等数学(函数与极限)习题及解答
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极限练习题及解析
极限练习题及解析一、概述极限是微积分的基本概念之一，用于描述数列、函数等在某一点或无穷趋近某一点时的表现。
极限练习题在数学学习中起到了重要的训练和应用作用。
本文将介绍几个经典的极限练习题，并提供详细的解析过程。
二、经典练习题1. 问题描述：求极限$\lim_{n\to\infty}\frac{n}{n+1}$。
解析：由于分子和分母的次数相同，我们可以利用最高次项的系数进行极限求解。
根据极限的性质，我们可以忽略分子和分母中低阶的项，只保留最高次项。
因此，$\lim_{n\to\infty}\frac{n}{n+1} =\lim_{n\to\infty}\frac{1}{1+\frac{1}{n}} = \frac{1}{1+0} = 1$。
2. 问题描述：求极限$\lim_{x\to2}\frac{x^3-8}{x-2}$。
解析：这是一个分式极限问题，我们可以尝试进行因式分解。
由于$x^3-8 = (x-2)(x^2+2x+4)$，我们可以将分子进行因式分解。
然后可以约掉公因式$(x-2)$，即得到$\lim_{x\to2}\frac{x^3-8}{x-2} =\lim_{x\to2}(x^2+2x+4)$。
将$x$代入结果得到$2^2+2\times2+4 = 12$。
3. 问题描述：求极限$\lim_{x\to0}\frac{\sin x}{x}$。
解析：这是一个常见的三角函数极限问题，我们可以利用泰勒级数展开对$\sin x$进行拆解。
泰勒级数展开为$\sin x = x-\frac{x^3}{3!}+\frac{x^5}{5!}-\frac{x^7}{7!}+...$。
将展开式带入极限，得到$\lim_{x\to0}\frac{\sin x}{x} = \lim_{x\to0}\frac{x-\frac{x^3}{3!}+\frac{x^5}{5!}-\frac{x^7}{7!}+...}{x}$。
极限与连续练习题及解析
极限与连续练习题及解析在数学课上，我们经常会遇到一些有关于极限与连续的练习题。
这些题目不仅能够帮助我们巩固对极限与连续的理解，还能提高我们解决问题的能力。
在本文中，我将为大家分享一些关于极限与连续的练习题及解析。
题目一：计算极限求解以下极限：1. $$\lim_{x\to 2}\frac{x^2-4}{x-2}$$解析：将被除数进行因式分解得：$$\lim_{x\to 2}\frac{(x+2) \cdot (x-2)}{x-2}$$最后得到：$$\lim_{x\to 2}(x+2)$$代入极限的定义，得到结果为：$$4$$题目二：证明函数连续证明下列函数在指定区间上连续：1. 函数$f(x)=\sqrt{x}$在区间$[0, +\infty)$上连续。
首先，我们需要证明$f(x)=\sqrt{x}$在$[0, +\infty)$上存在。
由于$x \geq 0$，所以$\sqrt{x}$是有定义的。
接下来，我们需要证明对于任意给定的$\varepsilon > 0$，存在一个$\delta > 0$，使得当$0 < |x-a| <\delta$时，$|\sqrt{x}-\sqrt{a}|<\varepsilon$。
根据不等式$|\sqrt{x}-\sqrt{a}|<|\sqrt{x}+\sqrt{a}|$，可以得到$$|\sqrt{x}-\sqrt{a}|<|\sqrt{x}-\sqrt{a}|\cdot\frac{|\sqrt{x}+\sqrt{a}|}{|\sqrt{x}-\sqrt{a}|}$$进一步化简得：$$|\sqrt{x}-\sqrt{a}|<\frac{|\sqrt{x}^2-\sqrt{a}^2|}{|\sqrt{x}-\sqrt{a}|}$$继续化简得：$$|\sqrt{x}-\sqrt{a}|<\frac{|x-a|}{|\sqrt{x}+\sqrt{a}|}$$由于$\sqrt{x}+\sqrt{a}$在$x$趋于$a$时不等于0，所以存在一个正数$M$，使得$|\sqrt{x}-\sqrt{a}|<M|x-a|$。
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函数与极限习题与解析 （同济大学第六版高等数学）一、填空题 1、设x x x f lg lg 2)(+-=，其定义域为 。
2、设)1ln()(+=x x f ，其定义域为 。
3、设)3arcsin()(-=x x f ，其定义域为 。
4、设)(x f 的定义域是[0，1]，则)(sin x f 的定义域为 。
5、设)(x f y =的定义域是[0，2] ，则)(2x f y =的定义域为 。
6、432lim23=-+-→x kx x x ，则k= 。
7、函数xxy sin =有间断点 ，其中 为其可去间断点。
8、若当0≠x 时 ，xxx f 2sin )(= ，且0)(=x x f 在处连续 ，则=)0(f 。
9、=++++++∞→)21(lim 222nn nn n n n n 。
10、函数)(x f 在0x 处连续是)(x f 在0x 连续的 条件。
11、=++++∞→352352)23)(1(limx x x x x x 。
12、3)21(lim -∞→=+e nkn n ，则k= 。
13、函数23122+--=x x x y 的间断点是 。
14、当+∞→x 时，x1是比3-+x 15、当0→x 时，无穷小x --11与x 相比较是 无穷小。
16、函数xe y 1=在x=0处是第 类间断点。
17、设113--=x x y ，则x=1为y 的 间断点。
18、已知33=⎪⎭⎫⎝⎛πf ，则当a 为 时，函数x x a x f 3sin 31sin )(+=在3π=x 处连续。
19、设⎪⎩⎪⎨⎧>+<=0)1(02sin )(1x ax x xxx f x 若)(lim 0x f x →存在 ，则a= 。
20、曲线2sin 2-+=xxx y 水平渐近线方程是 。
21、114)(22-+-=x x x f 的连续区间为 。
22、设⎩⎨⎧>≤+=0,cos 0,)(x x x a x x f 在0=x 连续 ，则常数a= 。
二、计算题1、求下列函数定义域 （1）211xy -= ； （2）x y sin = ；（3）xe y 1= ；2、函数)(x f 和)(x g 是否相同为什么 （1）x x g x x f ln 2)(,ln )(2== ；（2）2)(,)(x x g x x f == ；（3）x x x g x f 22tan sec )(,1)(-== ；3、判定函数的奇偶性（1）)1(22x x y -= ； （2）323x x y -= ；（3）)1)(1(+-=x x x y ；4、求由所给函数构成的复合函数 （1）22,sin ,x v v u u y === ；（2）21,x u uy +== ；（3）x v e u u y vsin ,,2=== ；5、计算下列极限 （1）)2141211(lim n n ++++∞→ ； （2）2)1(321limn n n -++++∞→ ；（3）35lim 22-+→x x x ； （4）112lim 221-+-→x x x x ；（5）)12)(11(lim 2x x x -+∞→ ； （6）2232)2(2lim -+→x x x x ；（7）x x x 1sin lim 20→ ； （8）xx x x +---→131lim 21 ；（9）)1(lim 2x x x x -++∞→ ；6、计算下列极限 （1）x wx x sin lim 0→ ； （2）xxx 5sin 2sin lim 0→ ；（3）x x x cot lim 0→ ； （4）xx xx )1(lim +∞→ ；（5）1)11(lim -∞→-+x x x x ； （6）x x x 10)1(lim -→ ；7、比较无穷小的阶（1）32220x x x x x --→与，时 ；（2）)1(21112x x x --→与，时 ；8、利用等价无穷小性质求极限（1）30sin sin tan lim xxx x -→ ； （2）),()(sin )sin(lim 0是正整数m n x x m n x → ；9、讨论函数的连续性。
在⎩⎨⎧=>-≤-=11,31,1)(x x x x x x f10、利用函数的连续性求极限（1）)2cos 2ln(lim 6x x π→； （2）)(lim 22x x x x x --++∞→ ；（3）x x x sin lnlim 0→ ； （4）x x x2)11(lim +∞→ ；（5）)11(lim ,)1(lim )(1--=+→∞→t f nx x f t nn 求设 ；（6）)11ln(lim +-∞→x x x x ；11、设函数⎩⎨⎧≥+<=0,0,)(x x a x e x f x应当怎样选择a ，使得)()(∞+-∞，成为在x f 内的连续函数。
12、证明方程135=-x x 至少有一个根介于1和2之间。
（B ）1、设)(x f 的定义域是[0 ，1] ，求下列函数定义域 （1）)(xe f y = （2）)(ln x f y =2、设⎩⎨⎧>-≤=⎩⎨⎧>≤=0,0,0)(0,,0)(2x x x x g x x o x x f 求)]([,)]([,)]([,)]([x f g x g f x g g x f f3、利用极限准则证明： （1）111lim =+∞→n n （2）1]1[lim 0=+→xx x ；（3）数列 ,222,22,2+++的极限存在 ；4、试比较当0→x 时 ，无穷小232-+x x 与x 的阶。
5、求极限（1）)1(lim 2x x x x -++∞→ ； （2）1)1232(lim +∞→++x x x x ； （3）30sin tan lim xxx x -→ ；（4）)0,0,0()3(lim 10>>>++→c b a c b a x x x x x ；6、设⎪⎩⎪⎨⎧≤+>=0,0,1sin)(2x x a x xx x f 要使),()(∞+-∞在x f 内连续， 应当怎样选择数a7、设⎪⎩⎪⎨⎧≤<-+>=-01,)1ln(0,)(11x x x e x f x 求)(x f 的间断点，并说明间断点类型。
（C ）1、已知x x f ex f x -==1)]([,)(2ϕ ，且0)(≥x ϕ ，求)(x ϕ并写出它的定义域。
2、求下列极限：（1）、]ln cos )1ln([cos lim x x x -++∞→ ；（2）、xxx x x cos sin 1lim-+→ ；（3）、求x x x x 2sin 3553lim 2⋅++∞→ ；（4）、已知9)(lim =-+∞→xx ax a x ，求常数a 。
（5）、设)(x f 在闭区间],[b a 上连续 ，且b b f aa f <>)(,)( ，证明：在开区间),(b a 内至少存在一点ξ ，使ξξ=)(f 。
第一章 函数与极限 习 题 解 析（A ）一、填空题 （1）]2,1( （2）),1(∞+- （3）[2 ，4]（4）{}z k k x k x ∈+≤≤,)12(2ππ （5）]2,2[-（6）-3 （7）0;,=∈=x z k k x π （8）2 （9）1（10）充分 （11）21 （12）23- （13）x=1 , x=2 （14）高阶 （15）同阶 （16）二 （17）可去 （18）2 （19）-ln2 （20）y=-2 （21）]2,1(]1,2[ - （22）1 二、计算题1、（1） ),1()1,1()1,(∞+---∞（2） ),0[∞+ （3）),0()0,(∞+-∞2、（1）不同，定义域不同 （2）不同，定义域、函数关系不同 （3）不同，定义域、函数关系不同3、（1）偶函数 （2）非奇非偶函数 （3）奇函数4、（1）[]22)(sin x y = （2）]1[2x y += （3）][sin 2xey = 5、（1）[ 2 ] （2）]21[ （3）-9 （4）0 （5）2 （6）∞ （7）0 （8）22- （9）21 6、（1）w （2）52 （3）1 （4）1-e （5）2e （6）1-e 7、（1）的低阶无穷小是3222x x x x -- （2）是同阶无穷小8、（1）21 （2）⎪⎩⎪⎨⎧>∞=<nm n m nm ,,1,09、不连续10、（1）0 （2）1 （3）0 （4）2e （5）0 （6）-2 11、a=1（B ）1、（1）提示：由10≤≤xe 解得：]0,(∞-∈x （2）提示：由1ln 0≤≤x 解得：],1[e x ∈2、提示：分成o x ≤和0>x 两段求。
)()]([x f x f f = ，0)]([=x g g ，0)]([=x g f , )()]([x g x f g =4、（1）提示：n n 11111+<+< （2）提示：xx x x x x 1]1[)11(⋅<<- （3）提示：用数学归纳法证明：222=+<n a5、提示：x x x x x x x 1312232-+-=-+ 令t x =-12（同阶）6、（1）提示：乘以x x ++12；21（2）提示：除以x 2 ；e （3）提示：用等阶无穷小代换 ；2111. . （4）提示： x xx x c b a 1)3(++ x c b a c b a x x x x x x x x x c b a 3111111313111-+-+--+-+-⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+-+-+-=（3abc ）7、提示：)0()(lim )(lim 00f x f x f x x ==+-→→ （0=a ）8、1=x 是第二类间断点 ，0=x 是第一类间断点（C ）1、解：因为()[]x e x f x -==1)(2ϕϕ ，故)1ln()(x x -=ϕ ，再由0)1ln(≥-x ，得：11≥-x ，即0≤x 。
所以：)1ln()(x x -=ϕ，0≤x 。
2、解：原式=)cos sin 1(cos sin 1lim 20x x x x x x x x ++-+→=xx x x x 20sin sin 21lim +⋅→ =)sin (sin lim 210x x xx x +⋅→=0 3、解：因为当∞→x 时 ，x x 2~2sin ， 则x x x x 2sin 3553lim 2⋅++∞→=x x x x 23553lim 2⋅++∞→=x x x x 35106lim 22++∞→=56 4、解：因为：9=x x a x a x )(lim -+∞→=x x x a x a ⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+∞→11lim =a a e e -=a e 2 所以92=a e ，3ln =a5、证明：令x x f x F -=)()( ，)(x F 在[]b a ,上连续 ，且0)()(>-=a a f a F ，0)()(<-=b b f b F 。