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x??时,f(x)的变化趋势;还可考虑自变量x?a时,f(x)的变化趋

势, L

由此可见,函数的极限较之数列的极限要复杂得多,其根源在于自变量性质的变化.但同时我们将看到,这种复杂仅仅表现在极限定义的叙述有所不同.而在各类极限的性质、运算、证明方法上都类似于数列的极限.

下面,我们就依次讨论这些极限.

§1函数极限的概念

教学内容:第三章 函数极限——§1函数极限的概念

教学目的:掌握各种函数极限的分析定义,能够用分析定义证明和计算函数的极限.

?教学要求:掌握当x?x0;x??;x???;x???;x?x?0;x?x0时函数极限的分析定义,并且会用函数极限的分析定义证明和计算较简单的函数极限. 教学建议:

本节的重点是各种函数极限的分析定义.对多数学生要求主要

掌握当x?x0时函数极限的分析定义,并用函数极限的分析定义求函 教学过程:

一、x???时函数的极限 1、引言

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设函数定义在[a,??)上,类似于数列情形,我们研究当自变量

x???时,对应的函数值能否无限地接近于某个定数A.这种情形能

否出现呢?回答是可能出现,但不是对所有的函数都具此性质. 例如 f(x)?,x无限增大时,f(x)无限地接近于0;g(x)?arctgx,x无限增大时,f(x)无限地接近于;h(x)?x,x无限增大时,f(x)与任何数都不能无限地接近.正因为如此,所以才有必要考虑x???时,f(x)的变化趋势.我们把象f(x),g(x)这样当x???时,对应函数值无限地接近于某个定数A的函数称为“当x???时有极限A”.

[问题]如何给出它的精确定义呢? 类似于数列,当x???时函数极限的精确定义如下. 2. x???时函数极限的定义

定义1 设f为定义在[a,??)上的函数,A为实数.若对任给的存在正数M(?a),使得当x?M时有 |f(x)?A|??, 则称函数f当??0,

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1x?2x???时以A为极限.记作

x???limf(x)?A或f(x)?A(x???).

3、 几点注记

(1) 定义1中作用?与数列极限中?作用相同,衡量f(x)与A的接近程度,正数M的作用与数列极限定义中N相类似,表明x充分大的程度;但这里所考虑的是比M大的所有实数x,而不仅仅是正整数n. (2) limf(x)?A的邻域描述:??,?U(??),当x?U(??)时,

x???f(x)?U(A;?).

(3) limf(x)?A的几何意义:对??,就有y?A??和y?A??两

x???条直线,形成以A为中心线,以2?为宽的带形区域.“当x?M时有

|f(x)?A|??”表示:在直线x?M的右方,曲线y?f(x)全部落在这个

带形区域内.

如果?给得小一点,即带形区域更窄一点,那么直线x?M一般往右移;但无论带形区域如何窄,总存在正数M,使得曲线y?f(x)在

x?M的右边的全部落在这个更窄的带形区域内.

(4) 现记f为定义在U(??)或U(?)上的函数,当x???或x??时,若函数值f(x)能无限地接近于常数A,则称f当x???或x??时时以A为极限,分别记作,

limf(x)?A或f(x)?A(x???),

x??? limf(x)?A或f(x)?A(x??). x??这两种函数极限的精确定义与定义1相仿,简写如下:

x???limf(x)?A????0,?M?0,当x??M时,|f(x)?A|??,

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limf(x)?A????0,?M?0,当|x|?M时,|f(x)?A|??.

x??(5)推论:设f(x)为定义在U(?)上的函数,则

limf(x)?A?limf(x)?limf(x)?A.

x??x???x???4.利用limf(x)=A的定义验证极限等式举例

x???例1 证明 lim?0.

x??例2 证明 1)limarctgx??;2)limarctgx?x???1x??22x???.

二、x?x0时函数的极限

1、引言

上节讨论的函数f当x???时的极限,是假定f为定义在[a,??)上的函数,这事实上是U(??),即f为定义在U(??)上,考虑x???时

f(x)是否趋于某个定数A.

本节假定f为定义在点x0的某个空心邻域U0?x0?内的函数,.现在讨论当x?x0(x?x0)时,对应的函数值能否趋于某个定数A数列.

先看下面几个例子:

例1 f(x)?1(x?0).(f(x)是定义在U0(0)上的函数,当x?0时,

f(x)?1)

x2?4例2 f(x)?.(f(x)是定义在U0(2)上的函数,当x?2时,

x?2f(x)?4)

例3 f(x)?.(f(x)是定义在U0(0)上的函数,当x?0时,

f(x)??)

1x由上述例子可见,对有些函数,当x?x0(x?x0)时,对应的函数值f(x)能趋于某个定数A;但对有些函数却无此性质.所以有必要来

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