第三章 极限与函数的连续性
§1 极限问题的提出
§2 数列的极限
用定义证明下列数列的极限为零:
(1) ;
(2) ;
(3) ;
(4) ;
(5) ;
(6) ;
(7) ;
(8) ;
(9) ;
(10) .
2.用定义证明:
(1) ;
(2) ;
(3) ,其中
(4) ,其中
3.用定义证明:
(1) 若,则对任一正整数,有;
(2) 若,则.反之是否成立?
(3) 若,且,则存在,当时,有;
(4) 若,且,则.
4.极限的定义改成下面形式是否可以?(其中“”是逻辑符号,表示“存在”.)
(1) ,,当时,有;
(2) ,,当时,有;
(2) ,,当时,有(为常数).
5.若 收敛,能否断定、也收敛?
6.设 ,且,求证:
,.
7.利用极限的四则运算法则求极限:
(1) ;
(2) ;
(3) ;
(4) .
8.求下列极限:
(1) ;
(2) ;
(3) ;
(4) ;
(5) ;
(6) ;
(7) ;
(8) ,;
(9) ;
(10) ;
(11) ;
(12) .
9.证明:若,中一个是收敛数列,另一个是发散数列,则是发散数列;又问和是否也是发散数列?为什么?
10.设,证明发散.
11.若为个正数,证明:
.
12.设,证明:
(1) ;
(2) 若,则.
13.利用单调有界原理,证明存在,并求出它:
(1) ;
(2) ;
(3) ;
(4) .
14.若
证明:.
15.证明:若,且,.
16.设,证明:
(1) ;(又问,它的逆命题成立否?)
(2) 若,则.
17.应用上题的结果证明下列各题:
(1) ;
(2) ;
(3) ;
(4) ;
(5) ;
(6) 若,则.
18.用定义证明下列数列为无穷大量:
(1) ;
(2) ;
(3) ;
(4) .
19.证明:若为无穷大量,为有界变量,则为无穷大量.
20.(1) 两个无穷大量的和的极限如何?试讨论各种可能性?
(2)讨论无穷大量和无穷小量的和、差、商的极限的情形;
(3)讨论无穷大量和无穷小量的乘积可能发生的各种情形.
21.利用,求下列极限:
(1) ;
(2) ;
(3) ;
(4) .
§3 函数的极限
1.用极限定义证明下列极限:
(1) ;
(2) ;
(3) ;
(4) ;
(5) ;
(6) ;
(7) ;
(8) ;
(9) ;
(10) .
2.用极限的四则运算法则求下列极限:
(1) ;
(2) ;
(3) ;
(4) ;
(5) ;
(6) ;
(7) (为正整数);
(8) .
3.设,证明:若,则,其中正整数.
4.证明:若,则,但反之不真.
5.求下列函数字所示点的左右极限:
(1) 在;
(2) 在;
(3) 在;
(4) 在,是正整数;
(5) 在.
6.求下列极限:
(1) ;
(2) ;
(3) ;
(4) ;
(5) ;
(6) ;
(7) ;
(8) .
7.用变量替换求下列极限:
(1) ;
(2) ;
(3) ;
(4) .
8.设在上单调上升,,若,求证:
(可以为无穷).
9.设在集合上定义,则在上无界的充要条件是:存在
,使.
10.利用重要极限求极限:
(1) ;
(2) ;
(3) ;
(4) ;
(5) ;
(6) ;
(7) ;
(8) ;
(9) ;
(10) ;
(11) ;
(12) ;
(13) ;
(14) ;
(15) ;
(16) ;
(17) ;
(18) ;
(19) ;
(20) ;
(21) ;
(22) ;
(23) ;
(24) .
11.证明不存在 .
12.证明不存在,其中
13.求极限
.
14.用定义证明:
(1) 若,,则;
(2) 若,,则.
15.若,,证明:.
16.证明的充要条件是:对任何数列,有
.
17.证明的充要条件是:对任何数列,有
.
18.设函数在上满足方程,且,证明:
.
§4 函数的连续性
用定义证明下列函数在定义域内连续:
(1) ;
(2) ;
(3) ;
(4) .
2.指出下列函数的间断点并说明其类型:
(1) ;
(2) ;
(3) ;
(4) ;
(5) ;
(6) ;
(7) ;
(8) ;
(9)
(10)
(11)
(12)
3.当时下列函数无定义,试定义的值,使在连续:
(1) ;
(2) ;
(3) ;
(4) .
4.设是连续函数,证明对任何,函数
是连续的.
5.若在点连续,那么和是否也在点连续?反之如何?
6.若函数字点连续,而在点不连续,问此二函数的和、积在点是否连续?又若和在点都不连续,问此二函数的和、积在点是否必不连续?
7.证明若连续函数在有理点的函数值为0,则此函数恒为0.
8.若在连续,恒正,按定义证明在连续.
9.若和都在连续,试证明和都在连续.
10.证明:设为区间上单调函数,若为的间断点,则必是的第一类间断点.
11.若在,,则在中必有,使得
.
12.研究复合函数和的连续性. 设
(1) ;
(2) .
13.证明:若在连续,且不存在,使,则在恒正或恒负.
14.设为上的递增函数,值域为,证明在上连续.
15.设在上连续,且,若,.求证:
(1) 存在;
(2) 设,则;
(3) 如果将条件改为,则.
16.求下列极限:
(1) ;
(2) ;
(3) ;
(4) .
17.证明方程有且只有一个实根.
§5 无穷小量与无穷大量的比较
当时,以为标准求下列无穷小量的阶:
(1) ;
(2) ;
(3) ;
(4) ;
(5) ;
(6) ;
(7) ;
(8) .
2.当时,以为标准求下列无穷大量的阶:
(1) ;
(2) ;
(3) ;
(4) ;
(5) ;
(6) .
3.当时,下列等式成立吗?
(1) ;
(2) ;
(3) ;
(4) ;
(5) ;
(6) .
4.试证下列各题:
(1) ;
(2) ;
(3) ;
(4) ;
(5) .
5.证明下列各式:
(1) ;
(2) ;
(3) ;
(4) ;
(5) ;
(6) .
6.运用等价无穷小量求极限:
(1) ;
(2) ;
(3) ;
(4) .
7.设,证明:
或.
8.设时,与维等价无穷小,与是等价无穷大,且
存在,求证
.