第二章极限与连续_第1页
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第二章极限与连续第1页,课件共103页,创作于2023年2月第一节数列的极限一、数列的概念数列,直观地说就是将一些数排成一列,这样一列数就称为一个数列.有限数列:数列中的数可为有限多个;无限数列:数列中的数为无限多个.第2页,课件共103页,创作于2023年2月定义1设xn=f(n)是一个以正整数集为定义域的函数,将其函数值xn按自变量n的大小顺序排成一列x1,x2,x3,…,xn,…称为一个数列.数列中的每一个数叫做数列的项,第n项xn叫做数列的一般项或通项.数列也可表示为{xn}或xn=f(n).第3页,课件共103页,创作于2023年2月定义2若数列{xn}满足x1≤x2≤…≤xn≤…,则称{xn}是单调递增数列.如果x1≥x2≥…≥xn≥…,则称{xn}是单调递减数列.如果上述不等式中等号都不成立,则称{xn}是严格单调递增数列或严格单调递减数列.单调递增和单调递减数列统称为单调数列.第4页,课件共103页,创作于2023年2月定义3若存在M>0,使得对一切xn,n=1,2,…,都有|xn|≤M,则称数列{xn}是有界的,否则称{xn}是无界的.

xn

≤M的充要条件是-M≤xn≤M,即xn∈[-M,M].如果我们将xn用数轴上的点表示,则从几何上看,所谓{xn}有界,就表示存在一个关于原点对称的区间[-M.M],使得所有的xn均落在这一对称区间内,即xn∈[-M,M].反之亦然.第5页,课件共103页,创作于2023年2月二、数列的极限定义4设{xn}为一数列,若当n取正整数且无限增大时,数列中对应的项xn(即通项)无限接近于一个确定的常数A,则称{xn}收敛于A,或称A为{xn}的极限,记作=A,或xn→A(n→∞),此时也称{xn}的极限存在.否则称{xn}的极限不存在,或称{xn}发散.只是极限的描述性定义,在这个定义中没有讲清楚“n→∞”和“xn→A”的具体数学含义.

第6页,课件共103页,创作于2023年2月研究数列将数列中的项依次在数轴上描出要说明“当n越来越大时,xn越来越接近于1”就只须说明“当n越来越大时,∣xn-1∣会越来越接近于0”.第7页,课件共103页,创作于2023年2月只须说明“当n充分大时,∣xn-1∣能够小于任意给定的无论多么小的正数ε”就行了,换一句话说,无论你给一个多么小的正数ε,当n充分大时,∣xn-1∣可以比ε还小,由于ε是任意的,从而就说明了当n越来越大时,∣xn-1∣会越来越接近于0.

第8页,课件共103页,创作于2023年2月定义5设{xn}是一个数列,A是一个常数,若对任给的ε>0,存在正整数N,使得当n>N时,都有∣xn-A∣<ε,则称A是数列{xn}的极限,或称{xn}收敛于A,记作=A,或xn→A(n→∞).此时也称数列{xn}的极限存在.否则,称{xn}的极限不存在,或称{xn}发散.第9页,课件共103页,创作于2023年2月(2)一般说来,定义中的N是随ε的变化而变化的,给定不同的ε,所确定的N一般也不同.(3)定义中“当n>N时,有∣xn-A∣<ε”的意思是从第N+1项开始,以后的各项都满足∣xn-A∣<ε.至于第N+1项前面的项(即第1项,第2项,…,第N项)是否满足此式则不必考虑.

注意:(1)定义中的ε是预先给定的任意小的正数,因此,ε既具有任意性,又具有确定性.第10页,课件共103页,创作于2023年2月(4)数列极限的几何意义.xn→A(n→∞)就是对以A为心,以任意小的正数ε为半径的邻域U(A,ε),总能找到一个N,从第N+1项开始,以后的各项(无限多项)都落在邻域U(A,ε)内,而在U(A,ε)外,至多有N项(有限项).{xn}的聚点第11页,课件共103页,创作于2023年2月例解第12页,课件共103页,创作于2023年2月三、数列极限的性质及收敛准则定理1(唯一性定理)若数列{xn}收敛,则其极限值必唯一.定理2(有界性定理)若数列{xn}收敛,则{xn}必是有界数列.定理3(保序性定理)设{xn},{yn}的极限存在,且,则存在正整数N,当n>N时,有xn>yn.第13页,课件共103页,创作于2023年2月推论1(保号性定理)设{xn}的极限存在,且(或),则存在正整数N,当n>N时,有xn>0(或xn<0).推论2设{xn},{yn}的极限存在,若xn≤yn(当n>N时),则.特别地,若xn≥0(或xn≤0),则[或].第14页,课件共103页,创作于2023年2月定理4(夹逼定理)设数列{xn},{yn},{zn}满足xn≤yn≤zn(当n>N时),且,则.定理5(单调有界数列收敛准则)单调递增且有上界的数列必有极限;单调递减且有下界的数列必有极限.即单调有界数列必有极限.第15页,课件共103页,创作于2023年2月第二节函数的极限一、x→∞时,函数的极限1.概念定义1设y=f(x)在(-

,-M)∪(M,+

)内有定义,其中M>0.若对任给的

>0,存在正实数X>0,当∣x∣>X时,相应的函数值f(x)满足∣f(x)-A∣<

,则称A为f(x)的当x→

时的极限,记作f(x)=A,或f(x)→A(x→

).此时也称当x→

时,f(x)的极限存在,否则称当x→

时,f(x)的极限不存在.第16页,课件共103页,创作于2023年2月任给

>0,存在N,当n>N时,有∣xn-A∣<

与数列极限定义比较“xn=f(n)”换成了“y=f(x)”

“存在正整数N”换成了“存在实数X>0”n是离散变化的,x是连续变化的对任给的

>0,存在正实数X>0,当∣x∣>X时,相应的函数值f(x)满足∣f(x)-A∣<

第17页,课件共103页,创作于2023年2月如果x>0且无限增大时,f(x)无限接近于常数A,则记作f(x)=A,或f(x)→A(x→+∞).如果x<0且

x

无限增大时,f(x)无限接近于A,则记作f(x)=A,或f(x)→A(x→-

).定理1

f(x)=A的充要条件是f(x)=f(x)=A.第18页,课件共103页,创作于2023年2月2.几何意义f(x)=A的几何意义是:对任给的

>0,作直线y=A±

,存在X>0,当x>X时,y=f(x)的函数图形夹在两平行直线y=A±

之间.y=f(x)应以直线y=A为渐近线第19页,课件共103页,创作于2023年2月例试由极限的几何意义确定arctanx和arctanx,并问arctanx是否存在.解当x→+

时,arctanx以直线y=为渐近线.而当x→-

时,arctanx以直线y=-为渐近线.第20页,课件共103页,创作于2023年2月第21页,课件共103页,创作于2023年2月二、

x→x0时,函数的极限

1.概念定义2设y=f(x)在x0的某去心邻域(x0)内有定义.如对任给的

>0,存在

>0,当0<

x-x0

时,对应的函数值f(x)满足

f(x)-A

,则称A为f(x)的当x趋近于x0时的极限,记作f(x)=A,或f(x)→A(x→x0).此时也称当x→x0时f(x)的极限存在,否则称当x→x0时f(x)的极限不存在.第22页,课件共103页,创作于2023年2月任给的

>0,存在

>0,当0<

x-x0

时,对应的函数值f(x)满足

f(x)-A

数列极限定义比较

任给

>0,存在N,当n>N时,有

xn-A

“xn=f(n)”换成了“f(x)”“存在正整数N”换成了“存在

>0”“n>N”换成“0<

x-x0

N和

的含义是不一样的,都随

的变化而变化的,但N往往很大,而

则往往很小.第23页,课件共103页,创作于2023年2月2.几何意义如果f(x)=A,则表示对任给的

>0,存在

>0,当0<

x-x0

时,有

f(x)-A

,即A-

<f(x)<A+

.就是当x落在(x0,

)内时,函数图形夹在两平行直线y=A±

之间.第24页,课件共103页,创作于2023年2月例证第25页,课件共103页,创作于2023年2月3.左、右极限定义3设f(x)在(a,x0)[或(x0,b)]内有定义,若对任给的

>0,存在

>0,当0<x0-x<

(或0<x-x0<

)时,有∣f(x)-A∣<

,则称A为f(x)当x→x0时的左(或右)极限.左极限记作f(x)=A,或f(x0-0)=A,或f(x)→A(x→).右极限记作f(x)=A,或f(x0+0)=A,或f(x)→A(x→).第26页,课件共103页,创作于2023年2月定理2

f(x)=A的充要条件是f(x)=f(x)=A.即f(x)当x→x0时的极限存在的充要条件是f(x)在x0处的左、右极限均存在并相等.例解第27页,课件共103页,创作于2023年2月三、函数极限的性质定理3若limf(x)存在,则其极限必惟一.其中“lim”表示任一极限过程.定理4(1)若f(x)存在,则必存在X>0和M>0,使得当

x

>X时,有

f(x)

≤M.(2)若f(x)存在,则必存在

>0和M>0,使得当0<

x-x0

时,有

f(x)

≤M.第28页,课件共103页,创作于2023年2月定理5(1)若f(x)=a且a>0(或a<0),则存在X>0,当∣x∣>X时,f(x)>0[或f(x)<0].(2)若f(x)=a且a>0(或a<0),则存在

>0,当0<∣x-x0∣<

时,有f(x)>0[或f(x)<0].定理6(1)若当x∈(x0)时,有f(x)≥0[或f(x)≤0],且

f(x)存在,则f(x)≥0[或f(x)≤0].(2)若当∣x∣>X时,有f(x)≥0[或f(x)≤0],且f(x)存在,则f(x)≥0[或f(x)≤0].第29页,课件共103页,创作于2023年2月定理7(夹逼定理)若当x∈(x0)(或∣x∣>X)时,有g(x)≤f(x)≤h(x),且g(x)=h(x)=A,则f(x)=A.第30页,课件共103页,创作于2023年2月第三节无穷小量、无穷大量一、无穷小量1.无穷小量的概念定义1若limf(x)=0,则称f(x)是该极限过程中的一个无穷小量.符号“lim”表示任一极限过程.无穷小量与极限过程分不开,不能脱离极限过程说f(x)是无穷小量.不要把无穷小量与非常小的数混淆.第31页,课件共103页,创作于2023年2月定义2如果对任给的

>0,存在

>0(X>0),当0<

x-x0

时(

x

<X时),有

f(x)

,则称f(x)是x→x0(x→∞)时的无穷小量.定理1limf(x)=A的充要条件是存在该极限过程的无穷小量

(x),使得f(x)=A+

(x),其中A为常数.若当x→x0时,f(x)以A为极限,则当x→x0时,f(x)将越来越接近于A,从而f(x)-A越来越接近于0,即

(x)=f(x)-A是x→x0时的一个无穷小量,因此f(x)=A+

(x).

第32页,课件共103页,创作于2023年2月2.无穷小量的运算定理2在某极限过程中,有限多个无穷小量的代数和仍为无穷小量.证只证明两个无穷小量的情形.设

(x)→0,

(x)→0(x→x0),对任给的

>0,由于

/2也是一个正数,存在一个公共的

>0,当0<

x-x0

时,有

(x)

/2,

(x)

<

/2

第33页,课件共103页,创作于2023年2月注意:无限多个无穷小量的和不一定是无穷小量.第34页,课件共103页,创作于2023年2月定义3在x→x0(或x→∞)的极限过程中,若存在M>0,当x∈(x0)(或∣x∣>X>0)时,有∣f(x)∣≤M,则称f(x)为x→x0(或x→∞)时的有界量.定理3在某极限过程中,无穷小量与有界量之积仍为无穷小量.证设g(x)为x→x0时的有界量,而

(x)→0(x→x0)

存在

1>0,当0<

x-x0

1时,有

g(x)

≤M.任给

>0,由于(x)→0(x→x0),对

/M

>0而言,存在

2>0,当0<

x-x0

2时,有

(x)

/M.第35页,课件共103页,创作于2023年2月取

=min(

1,

2),则当0<∣x-x0∣<

时,推论1在某极限过程中,常数与无穷小量之积仍为无穷小量.第36页,课件共103页,创作于2023年2月定理4在某极限过程中,有限多个无穷小量之积仍为无穷小量.证只就x→x0和两个无穷小量的情形加以证明设

(x)→0,

(x)→0(x→x0),

(x)是x→x0时的有界量,注意:两个无穷小量的商不一定为无穷小量.第37页,课件共103页,创作于2023年2月例解第38页,课件共103页,创作于2023年2月二、无穷大量1.无穷大量的概念定义4若对任给的M>0(无论多么大),存在

>0(或X>0),当0<∣x-x0∣<

(或∣x∣>X)时,有∣f(x)∣>M,则称f(x)是x→x0(或x→∞)时的无穷大量,记作f(x)=∞或f(x)→∞(x→x0)[f(x)→∞(x→∞)].如果当x∈(x0)时,f(x)>0(f(x)<0)且f(x)→∞(x→x0),则称f(x)是x→x0时的正(负)无穷大量,记作如果当

x

>X>0时,f(x)>0(f(x)<0)且f(x)→∞(x→∞),则称f(x)是x→∞时的正(负)无穷大量,记作第39页,课件共103页,创作于2023年2月例试从函数图形判断极限:第40页,课件共103页,创作于2023年2月第41页,课件共103页,创作于2023年2月2.无穷大量与无穷小量的关系定理5在某极限过程中,若f(x)是一个无穷大量,则为无穷小量;若f(x)为无穷小量(f(x)≠0),则为无穷大量.证只证x→x0的情形第42页,课件共103页,创作于2023年2月定理5在某极限过程中,若f(x)是一个无穷大量,则为无穷小量;若f(x)为无穷小量(f(x)≠0),则为无穷大量.第43页,课件共103页,创作于2023年2月3.无穷大量的运算性质(1)有限个正无穷大量之和为正无穷大量;有限个负无穷大量之和为负无穷大量.注意:两个无穷大量的和或差(即代数和)均不一定为无穷大量.(2)有限个无穷大量之积为无穷大量.第44页,课件共103页,创作于2023年2月(3)非0常量C与无穷大量之积为无穷大量.(4)无穷大量与有界量之和为无穷大量.特别地,无穷大量与常量C之和为无穷大量.注意:无穷大量与有界量的乘积不一定是无穷大量.特别地,无穷大量与无穷小量之积,无穷大量与无穷大量的商都不一定为无穷大量.第45页,课件共103页,创作于2023年2月第四节函数极限的运算一、极限的运算法则定理1若limf(x)=A,limg(x)=B均存在,则(1)lim[f(x)±g(x)]=limf(x)±limg(x)=A±B.(2)lim[f(x)·g(x)]=limf(x)·limg(x)=A·B.(3)若B≠0,则lim==.(4)若C为常数,则lim[Cf(x)]=Climf(x)=CA.(5)若n为正整数,则lim[f(x)]n=[limf(x)]n=An.第46页,课件共103页,创作于2023年2月证仅证明(2)lim[f(x)·g(x)]=limf(x)·limg(x)=A·B.因limf(x)=A,limg(x)=B均存在,由极限与无穷小量的关系定理,有f(x)=A+

(x),g(x)=B+

(x),其中lim

(x)=0,lim

(x)=0.第47页,课件共103页,创作于2023年2月例解例解第48页,课件共103页,创作于2023年2月例解第49页,课件共103页,创作于2023年2月例解第50页,课件共103页,创作于2023年2月第51页,课件共103页,创作于2023年2月设f(x)和g(x)分别为n次和m次多项式,即f(x)=a0xn+a1xn-1+…+an,g(x)=b0xm+b1xm-1+…+bm,其中a0,b0不为0,则特别地,若g(x)=1,则(a0xn+a1xn-1+…+an)=∞,其中n≥1.

第52页,课件共103页,创作于2023年2月二、复合函数的极限用“换元法”简化运算例解第53页,课件共103页,创作于2023年2月定理2设y=f(

(x))由y=f(u),u=

(x)复合而成,若

(x)=u0,而f(u)=A,且在(x0)内,

(x)≠u0,则f(

(x))=f(u)=A.例解第54页,课件共103页,创作于2023年2月第五节两个重要极限运用夹逼定理来证明作一单位圆,在第一象限中取此单位圆周上的两点A、B

△AOB面积<扇形AOB面积<△DOB面积,第55页,课件共103页,创作于2023年2月第56页,课件共103页,创作于2023年2月一般地,若在某极限过程中,lim

(x)=0,则在该极限过程中有或记为其中表示在某极限过程中

(x)→0.第57页,课件共103页,创作于2023年2月例解例解第58页,课件共103页,创作于2023年2月例解第59页,课件共103页,创作于2023年2月利用单调递增并有上界的数列必有极限证明第60页,课件共103页,创作于2023年2月类似地第61页,课件共103页,创作于2023年2月若将xn的展开式中各括号内的数都用较大的数1代替,并注意到2n-1<n!(n>1),有

xn单调递增且有上界,故xn存在.第62页,课件共103页,创作于2023年2月当x取实数趋向于+∞或-∞时,函数的极限存在且都等于e,即综合起来,得到以下公式第63页,课件共103页,创作于2023年2月例解例解第64页,课件共103页,创作于2023年2月例解第65页,课件共103页,创作于2023年2月第六节无穷小量的比较、极限在经济学中的应用一、无穷小量比较的概念无穷小量的商的几种情形:(1)当x→0时,→0,仍为无穷小量.(2)当x→0时,→3,极限为非0常数.(3)当x→0时,→1,极限为1.(4)当x→0时,→∞,为无穷大量.(5)当x→0时,,极限不存在且不为无穷大量.第66页,课件共103页,创作于2023年2月定义设

,

是同一极限过程的两个无穷小量,即lim

=0,lim

=0,(1)若lim=0,则称

的高阶无穷小量,记作

=o(

),此时也称

的低阶无穷小量.(2)若lim=A≠0,则称

是同阶无穷小量,记作

=O(

),特别地,若lim=A≠0,则称

的k阶无穷小量.记作=O(

k).(3)若lim=1,则称

是等价无穷小量,记作

.在同一极限过程中,两个无穷小量虽然都是趋近于0的,但它们趋近于0的速度有快有慢.第67页,课件共103页,创作于2023年2月二、关于等价无穷小量的性质和定理定理1设在某极限过程中,

,

~.若lim=a(或为∞),则lim=lim.证第68页,课件共103页,创作于2023年2月第69页,课件共103页,创作于2023年2月定理2设在某极限过程中,

,z是该极限过程中的第三个变量.若lim

z=a(或为∞),则lim

z=lim

z.证第70页,课件共103页,创作于2023年2月定理3设在某极限过程中,

,

,则

.常用的等价无穷小量:若在某极限过程中,

(x)→0,则第71页,课件共103页,创作于2023年2月例解例解第72页,课件共103页,创作于2023年2月注意:定理2和定理3只保证了在求函数的乘积和商的极限时,可用等价无穷小量代换原无穷小量来求极限.第73页,课件共103页,创作于2023年2月三、极限在经济学中的应用假定某家银行的最初存款为R,该银行最初可以发放出R(1-r)的贷款,假设这R(1-r)的贷款全被借贷者作为活期存款存入同自己有往来的银行中.这份存款又被银行贷放出去,根据存款保留率,第二次贷放的数额为R(1-r)-R(1-r)r=R(1-r)2.…可以利用限极概念来研究存款形成总额及派生存款的创造系数.“存款保留率”r

第74页,课件共103页,创作于2023年2月存款形成总额:最初存款D0=R,第一次贷放后D1=R+R(1-r),第二次贷放后D2=R+R(1-r)+R(1-r)2,………………第N次贷放后DN=R+R(1-r)+R(1-r)2+…+R(1-r)N

第75页,课件共103页,创作于2023年2月最终派生存款形成总额存款创造系数是存款保留率的倒数.有称为存款创造系数第76页,课件共103页,创作于2023年2月设有本金A0,年利率为r,则一年后得利息A0r,本利和为A0+A0r=A0(1+r),n年后所得利息nA0r,本利和为An=A0+nA0r=A0(1+nr).这就是单利的本利和计算公式.第二年以第一年后的本利和A1为本金,则两年后的本利和为A2=A0(1+r)+A0(1+r)r=A0(1+r)2,照此计算,n年后应得本利和为An=A0(1+r)n.这就是一般复利的本利和计算公式.

第77页,课件共103页,创作于2023年2月资金周转过程是不断持续进行的,若一年中分t期计算,年利率仍为r,于是每期利率为,则一年后的本利和为A1=A0(1+)t,n年后本利和为An=A0(1+)nt

,若采取瞬时结算法,即随时生息,随时计算,也就是t→∞时,得n年后本利和为

这就是连续复利公式.第78页,课件共103页,创作于2023年2月第七节

函数的连续性

一、函数连续性的概念定义1设f(x)在x0的某邻域U(x0)内有定义,若f(x)=f(x0),则称f(x)在点x0处连续,x0称为f(x)的连续点.否则称f(x)在x0处间断,x0称为f(x)的间断点(或不连续点).函数f(x)在点x0处连续,应该满足下列三点:(1)f(x)在点x0及其某邻域U(x0)内有定义;(2)f(x)=a存在;(3)a=f(x0).第79页,课件共103页,创作于2023年2月定义2设函数f(x)在[x0,x0+

](

>0为常数)内有定义.若f(x)=f(x0),则称函数f(x)在点x0处是右连续的.设函数f(x)在(x0-

,x0](

>0为常数)内有定义.若f(x)=f(x0),则称函数f(x)在点x0处是左连续的.函数在点x0处的左、右连续性统称为函数的单侧连续性.定理1

f(x)在点x0处连续的充要条件是f(x)在点x0处既是右连续的,又是左连续的.即f(x)=f(x0)的充要条件是f(x)=

f(x)=f(x0).第80页,课件共103页,创作于2023年2月例证明函数f(x)=3x2-1在x=1处连续.证因为f(1)=3×1-1=2,故函数f(x)=3x2-1在x=1处连续第81页,课件共103页,创作于2023年2月定义3若f(x)在区间(a,b)内的每一点均连续,则称f(x)在区间(a,b)内连续,记为f(x)∈C((a,b)).若f(x)在(a,b)内连续,且在x=a处右连续,在x=b处左连续,则称f(x)在区间[a,b]上连续,记作f(x)∈C([a,b]).

连续函数的几何意义:若函数y=f(x)在(a,b)内连续,则y=f(x)在(a,b)上的函数图形是一条连续而不间断的曲线,反之也对.第82页,课件共103页,创作于2023年2月变量u的终值u2与它的初值u1的差u2-u1称为变量u的增量(或改变量),记为Δu=u2-u1.Δu是一个整体记号,可取正值、负值或零,也称为变量u在u1处的差分.

对函数来说:设函数f(x)在U(x0)内有定义,x∈U(x0),则称

x=x-x0为自变量x在点x0处的增量(或改变量).此时,x=x0+

x.相应地,函数f(x)在点x0处有增量(或改变量),

y=f(x)-f(x0)=f(x0+

x)-f(x0).定义4设f(x)在U(x0)内有定义,若

y=0,则称f(x)在点x0处连续,其中

y=f(x0+

x)-f(x0).第83页,课件共103页,创作于2023年2月二、函数的间断点若函数f(x)在点x0的某去心邻域(x0)内有定义,但在点x0处不连续,则称f(x)在点x0处间断,点x0称为函数f(x)的间断点.函数f(x)在点x0处间断,一般有下列几种情形:(1)f(x)在点x0处无定义;(2)f(x)在点x0处的左、右极限至少有一个不存在;(3)f(x)在点x0处的左、右极限存在,但不相等;(4)f(x)在点x0处的左、右极限存在且相等,但不等于函数f(x)在这点的函数值.第84页,课件共103页,创作于2023年2月若f(x)=a存在,但函数f(x)在点x0处无定义,或者虽有定义,但f(x0)≠a,则称点x0为函数f(x)的可去间断点.例第85页,课件共103页,创作于2023年2月例左、右极限均存在但不相等的函数的间断点为跳跃间断点.解第86页,课件共103页,创作于2023年2月定义5若x0为函数f(x)的一个间断点,且f(x)与

f(x)均存在,则称点x0为函数f(x)的一个第一类间断点.定义6凡不属于第一类的间断点,称为函数的第二类间断点.函数的第二类间断点通常有无穷型间断点和振荡型间断点.第87页,课件共103页,创作于2023年2月例解所以函数f(x)在点x0处间断,点x0=0为f(x)的第二类间断点,称之为无穷型间断点.第88页,课件共103页,创作于2023年2月例解第89页,课件共103页,创作于2023年2月三、连续函数的基本性质定理2若f(x),g(x)在点x0处连续,则(1)

f(x)+

g(x)在x0连续,其中

,.为常数;(2)f(x)·g(x)在x0连续;(3)当g(x0)≠0时,在x0连续.定理3设y=f(

(x))由y=f(u),u=

(x)复合而成.若u=

(x)在x0处连续,u0=

(x0),而y=f(u)在u0处连续,则复合函数y=f(

(x))在x0处连续,即f(

(x))=f(

(x0)).第90页,课件共103页,创作于2023年2月推论若lim

(x)=A,且y=f(u)在u=A处连续,则limf(

(x))=f(lim

(x)).换言之,若函数f(u)连续,则极限符号可以拿到连续函数符号里边去.例解第91页,课件共103页,创作于2023年2月定理4设函数y=f(x)在区间I上严格单调增加(减少)且连续,则其反函数x=f-1(y)在相应区间I*={y|y=f(x),x∈I}上严格单调增加(减少)且连续.函数x=f-1(y)的图形与函数y=f(x)的图形相同,而y=f-1(x)的图形是y=f(x)的图形绕直线y=x翻转180°而成.故其单调性和连续性均保持.

第92页,课件共103页,创作于2023年2月四、初等函数的连续性基本初等函数即常数函数、指数函数、对数函数、幂函数、三角函数、反三角函数在其定义域内都是连续的.若f(x)是一初等函数,它在[a,b]上有定义,则对任何x0∈(a,b),有f(x)=f(x0).例解第93页,课件共103页,创作于2023年2月幂指函数的连续性和幂指函数的极限称形为y=[f(x)]g(x)的函数为幂指函数,其中f(x)>0.幂指函数可看作是由y=eu和u=g(x)·lnf(x)复合而成.由于eu连续,故当g(x)和f(x)都连续时,g(x)lnf(x)连续,进而[f(x)]g(x)=eg(x)lnf(x)连续.即,若f(x)=f(x0),g(x)=g(x0).则[f(x)]g(x)=.其中f(x0)>0.

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