3-3 数学分析全套课件

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3-1 数学分析全套课件

3-1   数学分析全套课件
x1 x 1
例2 求证 lim a x 1 (a 1) . x 0
例3 证明:lim x2 1 . x1
例4
求证:lim x x0
sin
x
sin
x0;
sin x x tan x
0
x
π 2
.
| sin x || x | ( x R) .
y B
D
x
O CAx
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本次课内容
lim f (x) A lim f (x) A
§1 函数极限概念
已知生产 x 对汽车挡泥板成本为 c(x) 10 1 x2
每对售价为5元,求当产量很大时,多出售1对产品 利润增长额为多少,平均每对成本为多少
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一、x趋于时的函数极限 lim f (x)
x
1.概念
lim
n
xn
定义; 对于数列 { an } 若当 n 充分变大时, an
若对于任意 0 , 存在 M 0, 当 x M ( b) 时 f (x) A ,
则称 f ( x) 当 x 时以 A 为极限, 记为 lim f ( x) A 或 f ( x) A ( x ).
x
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lim f (x) A
x
当 |x\充分大时, 函数f (x)无限地接近A
例4
求证 lim 1 0.
x 1 x
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定理 3.1 f ( x) 定义在 的一个邻域内,则
lim f ( x) A 的充要条件是:
x
lim f ( x) lim f ( x) A.
x
x
π
π
例如 lim arctan x , lim arctan x ,

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长度的计算
利用定积分可以计算曲线的长度,以及物体的周长。
06
高阶导数与高阶积分
高阶导数的计算与性质
高阶导数的计算方法
定义法:根据导数的定义,对函数进行多次求 导,适用于简单的函数。
莱布尼茨法则:利用已知的导数公式,通过递 推关系计算高阶导数,适用于较复杂的函数。
高阶导数的计算与性质
线性性质:若$f(x)$和$g(x)$的$n$阶导数存在 ,则$(a f+b g)^{(n)}=a f^{(n)}+b g^{(n)}$ 。
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目录
• 数学分析概述 • 数学分析的基本性质 • 极限理论及其应用 • 微分学及其应用 • 定积分及其应用 • 高阶导数与高阶积分 • 数学分析中的重要定理与问题
01
数学分析概述
定义与意义
定义
数学分析是研究函数、序列、极限、 微积分等概念与方法的分支,是数学 的基础学科。
意义
数学分析在数学领域中占据重要地位 ,为其他数学分支提供基础理论和工 具,也是许多实际应用领域的基础。
THANKS。
积分的基本性质
积分具有可加性、可减性、可乘性和可除性 。
积分的基本公式
积分的基本公式包括求导公式、微分公式、 乘积公式、幂函数公式等。
积分的方法
积分的方法包括换元法、分部积分法、有理 函数积分法等。
积分的应用:面积、体积、长度
面积的计算
利用定积分可以计算曲线下面积,以及平面图 形面积。
体积的计算
利用定积分可以计算旋转体的体积,以及立体 的体积。
分区求和法:将积分区间划分为若干小区间,在每个小 区间上应用牛顿-莱布尼茨公式计算积分,再求和得到 总积分值。

《数学分析》课件

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函数与极限
函数
函数是数学分析中的基本概念之一,它是一个从定义域到值域的映射。根据定义域和值域的不同,函数可以分为 不同的类型,如连续函数、可微函数等。
极限
极限是数学分析中描述函数在某一点的行为的工具。极限的定义包括数列的极限和函数的极限,它们都是描述函 数在某一点附近的行为。极限的概念是数学分析中最重要的概念之一,它是研究函数的连续性、可导性、可积性 等性质的基础。
复合函数的导数
复合函数的导数是通过对原函数进行 求导,再乘以中间变量的导数得到的 。
微分及其应用
微分的定义
微分是函数在某一点附近的小变化量 ,可以理解为函数值的近似值。
微分的应用
微分在近似计算、误差估计、求切线 、求极值等方面有着广泛的应用。例 如,在求极值时,可以通过比较一阶 导数在极值点两侧的正负性来确定极 值点。
数列的极限
总结词
数列极限的定义与性质
详细描述
数列极限是数学分析中的一个基本概念,它描述了数列随 着项数的增加而趋近于某个固定值的趋势。极限具有一些 重要的性质,如唯一性、四则运算性质、夹逼定理等。
总结词
数列极限的证明方法
详细描述
证明数列极限的方法有多种,包括定义法、四则运算性质 、夹逼定理、单调有界定理等。这些方法可以帮助我们证 明数列的极限并理解其性质。
含参变量积分的概念与性质
含参变量积分的概念
含参变量积分是指在积分过程中包含一个或多个参数的积分。这种积分在处理一些具有参数的物理问题时非常有 用。
含参变量积分的性质
含参变量积分具有一些重要的性质,如参数可分离性、参数连续性、参数积分区间可变性等。这些性质使得含参 变量积分在解决实际问题时更加灵活和方便。
反常积分与含参变量积分的计算方法

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算一些复杂的极限表达式。
连续性
01 02
连续性的定义
连续性是函数的一种性质,它描述了函数在某一点处的变化情况。如果 函数在某一点处的左右极限相等且等于该点的函数值,则函数在该点处 连续。
连续性的性质
连续性具有一些重要的性质,如局部保序性、介值定理等。这些性质在 数学分析中有着广泛的应用。
03
连续性的判定
判定一个函数是否连续,可以通过计算该函数的左右极限并检查它们是
否相等来实现。此外,还可以利用连续性的性质进行判定。
导数
导数的定义
导数是函数的一种性质,它描述了函 数在某一点处的切线斜率。导数的定 义包括函数在某一点的导数和函数在 某区间的导数。
导数的性质
导数的计算
计算导数的方法有很多种,如直接法、 乘积法则、复合函数求导法则等。这 些方法可以帮助我们计算一些复杂的 导数表达式。
电子工程
在电子工程中,数学分析用于信号处理、图像处 理和通信系统设计。
计算机科学
在计算机科学中,数学分析用于算法设计、数据 分析和人工智能等领域。
06 数学分析的习题与解答
CHAPTER
习题的选择与解答
精选习题
选择具有代表性的数学分析题目,涵盖各个知识点,难度适中, 适合学生巩固所学内容。
详细解答
极限的计算方法
计算极限的方法有很多种,如直接代入法、分解因式法、等价无穷小替换法、洛必达法则 等。根据不同的情况选择合适的方法可以简化计算过程。
导数问题
导数的定义
导数描述了函数在某一点处的切线斜率,是函数局部性质的一种体现。导数可以分为一阶导数、二阶导数等,高阶导 数可以用来研究函数的拐点、凸凹性等性质。
03 数学分析的定理与证明

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六、初等函数
定义1 以下六类函数称为基本初等函数 (1) 常量函数 y c (c为常数);
(2) 幂函数 y x ( 为实数);
(3) 指数函数 y a x (a 0,a 1); (4) 对数函数 y loga x (a 0, a 1); (5) 三角函数 y sin x, y cos x,
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上次课内容
函数的定义
函数的表示
函数的四则运算 复合函数 反函数
y sin x 在[ , ]上 y arcsinx
22
例1 画出下列函数图像
(1) y sinarcsin x (2) y arcsinsin x
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例2 y cos x 例3 y tan x
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二、函数表示法
解析法
列表法
图象法
解析法 一般约定其定义域为使该解析式有意义的 自变量的全体(即存在域).
例 求 y ln(sin ) 的定义域
x
例1 符号函数ຫໍສະໝຸດ 1, x0sgnx
0,
x0
1 , x 0
例2 狄利克雷函数
D(
x)
1 0
, ,
x x
Q Q
y
1o
O
x
o 1
y
1
例4 函数 f (u) u, u 0, 与函数 g( x)
1 x2, x R 的复合函数为 y f ( g( x)) 1 x2 , 其中Df g [1, 1].
例5

f
(
x
)
1, 1
| x | 1 ; g( x) e x . | x | 1
求( f o g)(x).

《数学分析》课件 (完整版)

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第十一章 广义积分
§1 无穷限广义积分
定积分的两个限制
积分区间的有界性 被积函数的有界性 实践中,我们却经常要打破这两个限制。如:关于级数收敛的Cauchy积分判别法;概率统计中,随机变量的空间通常是无限的;第二宇宙速度;物理中的 函数;量子运动;‥‥‥
无穷限积分的定义
设函数 在 有定义,在任意有限区间 上可积。若 存在,则称之为 在 上的广义积分,记为 此时亦称积分 收敛;若 不存在,则称积分 发散。
P.S. 为一符号,表示的是一无穷积分;而当它收敛时,还有第二重意义,可用来表示其积分值。
1. 2. 当 , 均收敛时,定义 显然, 的值与 的选取无关。
类似地,我们可以给出其它无穷积分的定义:
特别地,我们若可利用Taylor公式,求得

时 收敛, 时 发散, 时,只能于 时推得 收敛。
Question
我们将参照物取为幂函数 ,而有了上述的比较判别法;那么,将参照物取为指数函数 ,结果又如何呢? 无穷限的广义积分有着与级数非常类似的比较判别法,都是通过估计其求和的对象大小或收敛于0的速度而判断本身的敛散性;而且,我们还有Cauchy积分判别法,使某些级数的收敛与某些无穷限积分的收敛等价了起来。那么,是否可以将关于级数中结论推广至无穷限积分中来呢?某些结论不能推广的原因是什么呢?
1. 结合律
对于收敛级数,可任意加括号,即
2. 交换律
仅仅对于绝对收敛的级数,交换律成立 而对于条件收敛的级数,是靠正负抵消才可求和的,故重排后结果将任意。可见,绝对收敛才是真正的和。
定理 10.19 若级数 绝对收敛,其和为 ,设 为 的任意重排,则 亦绝对收敛,且和仍为
第十章 数项级数
§5 无穷级数与代数运算 有限和中的运算律,如结合律,交换律,分配律,在无穷和中均不成立。具体地,我们有下面的一些结论。

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有限覆盖定理
总结词
有限覆盖定理是实数完备性定理中的另一个 重要结论,它涉及到实数集的覆盖问题。
详细描述
有限覆盖定理说明,任意一个开覆盖${(a_n, b_n)}$的实数集都可以被有限个开区间覆盖 。换句话说,对于任意一个实数集$S$,都 存在有限的开区间${(a_1, b_1), (a_2, b_2), ldots, (a_n, b_n)}$,使得$S subseteq cup_{i=1}^{n} (a_i, b_i)$。这个定理在证 明紧空间的性质和实数完备性中起到了关键 作用。
3
实数系中的基本运算
实数系中可以进行加法、减法、乘法和 除法等基本运算,这些运算具有交换律 、结合律、分配律等性质。此外,实数 系中还可以定义绝对值、最大值、最小 值等概念。
极限理论
01
极限的定义
极限是数学分析中的一个基本概念,它描述了当自变量趋向某一值时,
函数值的变化趋势。极限的定义包括数列极限和函数极限两种形式。
详细描述
介绍向量值函数和空间曲线的定义,通过实例说明向量值函 数和空间曲线的性质,并解释其在数学分析中的重要性和应 用。
06
实数完备性定理
区间套定理
总结词
区间套定理是实数完备性定理中的一个 重要组成部分,它描述了闭区间套的性 质。
VS
详细描述
区间套定理指出,如果存在一个闭区间套 ,即一列闭区间${[a_n, b_n]}$,满足 $a_n < b_n$且$a_n < a_{n+1} < b_{n+1} < b_n$(对任意$n$),则该区 间套中至少存在一个实数。这个定理在数 学分析中有着广泛的应用,例如在证明连 续函数的性质和极限理论中。

苏教版高中数学选修3-3全套PPT课件

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P
α
R O
(4)d>R时,平面α 与球面O没有公共点,它 们不相交,自然也不相切。
例题:已知球的两个平行截面的面积分别是5π和8π,它们 位于球心的同一侧且相距1,求这个球的半径。
B
O2
O1
A
O
5
22
[解]如图,O1A、O2B分别是小圆半径,所以 O2B = 5 , O1A=
,又OO1、
OO2=分别是球心到截面的距离,且O1O2=1,所以 R2 5 R2 8 1 解得
直线,分别与球面相交于Q、R、S、T四点, 则PQ·PS=PS·PT.
定理1、2、3统称为球幂定理。
平面与球面的位置关系
设α 是一个平面,球面O的半径为R,从球心O 向平面α 作垂线,垂足是P,线段OP的长d就是球心 O到平面α 的距离.平面α 与球面的关系由d决定, 可以分如下几种情况:
(1)d=0时,如图,平面α过球心O,这时平面α与 球面交于一个与球半径一样大的圆,截面圆最大, 这样的圆叫做球面上的大圆(great circle)。
相离、相切、相交
四、圆幂定理类比球幂定理
定理1:从球面外一点P向球面引割线,交
面于Q、R两点;再从点P引球面的任一切 线,切点为S,则PS2=PQ·PR.
定理2:从球面外一点P向球面引两条割线,
它们分别与球面相交于Q、R、S、T四点,则 PQ·PR=PS·PT.
定理3:设点P是球面内一点,过点P作两条
【知识与能力】
在回顾圆的知识的基础上,充分理解球 面的定义和概念.
熟悉球面的对称性,理解中心对称图形、 轴对称图形的、镜面对称图形、旋转对称 图形的性质.
【过程和方法】
观察身边的事物,讨论球面在生活中的 应用,认识研究球面的重要意义. 通过实例和应用计算机辅助学习来掌握 球面,球面对称性.
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x
lim cos x
x
y cos x
一、归结原则
二、单调有界定理 三、柯西收敛准则
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1.x x0 一、归结原则
定理 3.8
设 f 在 U ( x0,) 有定义 .
lim f ( x) 存在
x x0
的充要条件是: 对于在 U ( x0,) 内以 x0 为极限的
任何数列
{xn} ,
极限
x x0
> 0, > 0,当x1 , x2 U o ( x0 , )时,| f ( x1 ) f ( x2 ) | .
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课堂练习
若f 为周期函数,且 lim f ( x) 0.求证f ( x) 0 x
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例 设 f 为定义在U o(x0 )上的单调, 则 f (x0 0), f (x0 0)
存在。
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三、柯西收敛准则
这里 仅给出 lim f ( x) 的柯西收敛准则。 x x0
定理3.11 设 f (x) 在 x0 的某个邻域 U 0 ( x0 , ' ) 上
有定义, 则极限 lim f ( x) 存在的充要条件是: 任 x x0
lim f ( x) 存在
x x0
的充要条件是: 对于在 U ( x0,) 内以 x0 为极限的
任何数列
{xn} ,
极限 lim
n
f ( xn )
都存在,
并且相等.
单调有界定理
定理 3.10

f
为定义在U
(
x0
)上的单调有界函数,
则右极限 lim f ( x) 存在 .
x
柯西收敛准则
x0
lim f ( x) 存在
x x0

{
xn
}
U
0
(
x0
,
),
xn
x0 ,
必有 lim n
f ( xn )
A.
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二、单调有界定理
定理 3.10

f
为定义在U
(
x0
)上的单调有界函数,
则右极限 lim f ( x) 存在 . x x0
定理
3.10′设
f
为定义在
U
o
(
x0
)
上的单调有界函数,
则左极限 lim f ( x) 存在 . x x0
给 > 0, 存在正数 ( / ) 对于任意 x1, x2 U0( x0 , ), 均有
| f ( x1) f ( x2 ) | .
例 证明 lim sin 1 , lim cos x 都不存在.
x0 x x
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归结原则
本次课内容
定理 3.8
设 f 在 U ( x0,) 有定义 .
上次课内容 函数极限的基本性质 惟一性、局部有界性、局部保号性、保不等式性 夹逼原理
四则运算法则
(1) lim [ f ( x) g( x)] lim f ( x) lim g( x) ;
x x0
x x0
x x0
(2) lim f ( x)g( x) lim f ( x) lim g( x) ;
0.5 1 x
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-1
2.x x0
定理 3.9 设 f ( x) 在 x0的某空心右邻域 U( x0 )有定
义, 则
lim
x x0
f (x)
A
任给
{
xn
}
U
o
(
x0
),
必有
lim
n
f
( xn )
A.
xn
x0 ,
设 f ( x)在 x0
U
(
x0
,
)
义. 那么 lim f ( x) A 的充要条件是任给严格递减
lim
n
f
( xn )
都存在,
并且相等.
注 归结原则一般用来证明函数极限不存在
例1 证明 lim sin 1 , lim cos x 都不存在.
x0 x x
y
证明 lim f (x) 不存在要点
1
xx0
找两 x0 的点列{xn}与{yn}使 { f (xn )}与{ f ( yn )}趋于不同值
-1 -0.50
f (x)
(3) lim
xx0 g( x)
lim f ( x)
x x0
lim g( x)
x x0
.
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§3 函数极限存在的条件
lim f ( x)
x x0
lim f ( x)
x
lim f ( x)
x x0
lim f ( x)
x
lim f ( x) lixmx0f ( x)
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