2009/09---微积分-----1--2009/09---微积分-----2--第一部分:微积分(一)函数极限连续◇函数概念◇数列极限与函数极限的概念◇极限的四则运算◇无穷小量和无穷大量的概念◇函数连续性一、一元函数微分学☆函数极限连续☆导数与微分2009/09---微积分-----3--1.函数(1)定义式:y=f(x)要点:(ⅰ)定义域(ⅱ)值域(ⅲ)函数关系定义域:①使抽象表达式在实数R范围内有计算意义②自变量与函数应符合实际问题的取值要求(2)表示方法:(ⅰ)公式法(ⅱ)图像法(ⅲ)列表法2009/09---微积分-----4--(3)函数的分类:(ⅰ)基本初等函数:①常数y=c(c为常数)②幂函数y=x(为任意实数)③指数y=ax(a0,a≠1)④对数函数y=logax(a0,a≠1)※熟悉基本初等函数特性、图像形态。(ⅱ)分段函数:(ⅲ)复合函数:(ⅳ)反函数:(ⅴ)隐函数:(ⅵ)初等函数:2009/09---微积分-----5--幂函数指数函数对数函数2009/09---微积分-----6--(4)函数基本性质:(ⅰ)奇偶性(ⅱ)周期性(ⅲ)单调性(ⅳ)有界性注意所指区间,图形对称性质(5)区间:开区间;闭区间;半开区间;无穷区间;(6)邻域:邻域中心;邻域半径;空(去)心邻域2009/09---微积分-----7--的定义域。求例:)23(lg1252xxy例:若等腰三角形周长为20,底边长为y,一腰长为x,求y与x之间的函数关系,并确定定义域。的奇偶性。讨论函数例:)1(lg)(2xxxf例:若f(x)定义域为(0,2),求f(x2)定义域。2009/09---微积分-----8--例:判断函数y=x3的单调性例:讨论y=1+1/x2的有界性。例:f(x)是偶函数,f(x-2)是奇函数,且f(0)=1998,求f(2008)。例:设与g(x)图形关于直线y=x对称,求g(x)。xxxf11)(2009/09---微积分-----9--)].([,0103)(,11)(2xgfxxxxxgxxxexfx求例:设32)2()ln1()1(2xeyxy例:找函数复合关系。2009/09---微积分-----10--复习思考题:1.函数的概念是什么?有哪些表示方法?2.怎样确定函数定义域?3.什么样函数被称为基本初等函数?初等函数是如何形成的?4.函数的主要性质有哪些?5.区间有哪些表示方法?怎样理解邻域概念?2009/09---微积分-----11--2.数列极限与函数极限的概念(1)数列:依一定次序排列的一列数称为数列。{an}:a1,a2,······,an···an——通项,an=f(n)——通项公式※研究数的变化规律等差数列:当n≥2,an-an-1=d,sn=(a1+an)n/2等比数列:当n≥2,an/an-1=q,sn=a1(1-qn)/(1-q)(2)数列极限:当n→∞,an→a,则称数列{an}以常数a为极限。记为aannlim※极限唯一性:若存在,则极限值唯一。2009/09---微积分-----12--(3)函数极限:Axfx)(lim当x→∞时的极限:若当|x|→∞时,f(x)的函数值无限趋近于A。当x→x0时的极限:若当x→x0时,f(x)的函数值无限趋近于A。记为:Axfxx)(lim0记为:0000(0)lim(),(0)lim()xxxxfxfxAfxfxA※左右极限概念的理解:2009/09---微积分-----13--.)0()0()(lim0AxfxfAxfxx成立的充要条件是定理:※要点理解:1.当xx0时函数f(x)的极限与在x0处是否有定义无关;2.有极限则须有x从x0左右不论以任何方式趋近时,极限都相同;3.不总成立;4.xx0表示x无限趋近x0;5.极限未定式:)()(lim00xfxfxx000,,1,,0,,002009/09---微积分-----14--nnnnnnnnnnnn(-1)lim)6(21lim)5(3lim)4(21lim)3()11(lim)2(1nlim)1(2n例:xxexeexxxxxxxxxx||lim)6(lim)5(3lim)4(3)(lim)3(3)(lim)2(1lim)1(0110例:2009/09---微积分-----15--3.极限四则运算法则1lim1nnen若当x→x0(或x→∞),limf(x)=A,limg(x)=B,则(1)和差:lim[f(x)±g(x)]=A±B,(2)积:lim[f(x)·g(x)]=A·B,(3)商:若B≠0,则lim[f(x)/g(x)]=A/B,※重要极限:101lim1lim1xxxxxex※推广:※无理数e=2.71828······2009/09---微积分-----16--22221222312220223(1)lim(342)(2)lim3-1252(3)lim(4)lim1413(5)lim()(6)lim(1)1112-1(7)lim()(8)lim12xnxxxnxnxnnxxnnxxxxxnnxxnxnnn例:2009/09---微积分-----17--nnxxxxxnxxxxx)211(lim)4()21(lim)3()11(lim)2()31(lim)1(302212例:例:设x*,u(x)0,v(x),且u(x)·v(x)A,那么,[1+u(x)]v(x)eAxxxxxxxxxxxxxaaxaxxe)111(lim)5()93(lim)4(9)(lim)3()2-11(lim)2(11lim)1(21210值。求,例:2009/09---微积分-----18--4.无穷小量与无穷大量(1),称f(x)在x→*(x→x0或x→∞)为无穷小量。(2)当x→x0(或x→∞)时,|f(x)|无限增大,则称f(x)当x→x0(或x→∞)时为无穷大量。记为f(x)=∞0)(lim*xfx性质:1)有限个无穷小量之和差仍是无穷小量2)有限个无穷小量之积,无穷小量与有界函数之积仍为无穷小量。3)无穷大量倒数为无穷小量2009/09---微积分-----19--无穷小量比较设x*,(x)0,(x)0,定义是同阶无穷小量与称是等价无穷小量,记作与称高阶无穷小量,记作比称,)()(),0()()()3()(~)()()x(,1)()((2))()()()(0)()()1(xxccxxxxxxxxoxxxxx※极限计算中等价无穷小量可以整体替换:设x*,(x)~1(x),(x)~1(x),)()(lim)()(lim11**xxxxxx2009/09---微积分-----20--几个等价无穷小:x0,x~ex-1~ln(1+x);(1+x)1/n-1~x/n,n=2,3,···例11lim)2()31(ln1lim)1(3-2002xeexxexxxxx20)1(lnlimxxxx※注意:,ln(1+x)不能用x代换。2009/09---微积分-----21--复习思考题:1.极限的概念是要揭示什么现象的?2.数列的极限与函数的极限有什么区别和联系?3.极限的基本运算法则有哪些?4.什么是无穷小量与无穷大量?如何进行无穷小量比较?5.什么是未定式?如何处理未定式?2009/09---微积分-----22--5.函数连续性◇函数连续与间断的概念◇连续函数函数连续:若,则称f(x)在点x0处连续,否则称间断。00limxfxfxx※连续函数:若f(x)在(a,b)内每一点都连续,则称f(x)在(a,b)上是连续函数。※——左右连续,判断※间断点分类:第一类间断点;第二类间断点f(x0-0)≠f(x0+0)——跳跃间断点;f(x0-0)=f(x0+0)≠f(x0)(或在x0无定义)——可去间断点-+000limlimxxxxfxfxfx2009/09---微积分-----23--闭区间上[a,b]连续函数f(x)性质:1.最值定理:必然存在最大值和最小值;2.介值定理:必然存在ξ∈[a,b],使得f(ξ)=μ位于f(a)与f(b)之间;推论:若最大值最小值分别为M、m,则对于mcM,存在ξ∈[a,b],使得f(ξ)=c;3.零值定理:若f(a)与f(b)异号,则必然存在ξ∈[a,b],使得位于f(ξ)=0。4.连续函数的四则运算,连续函数复合函数仍是连续函数。5.若f(x)在x0处连续,则※初等函数在其定义区间内都连续)()lim()(lim000xfxfxfxxxx2009/09---微积分-----24--复习思考题:1.函数在某一点处连续是怎样定义的?2.连续函数的图像有什么特点?3.函数间断点的种类有哪些?怎样定义的?4.初等函数的连续性是怎样的?5.怎样理解“函数连续”和“连续函数”?6.怎样理解连续函数的性质?2009/09---微积分-----25--(二)导数与微分◇导数的概念◇导数的意义◇函数的可导性与连续性的关系◇基本初等函数的导数公式◇导数的四则运算◇复合函数的导数◇二阶导数的概念及计算◇导数的应用◇微分的概念及微分的应用2009/09---微积分-----26--1.导数的概念:函数的导数:研究函数f(x)在点x0处随x变化快慢程度。※导函数f'(x)例:y=f(x)=x2,求f'(0)定义:设y=f(x)在点x0的某个邻域内有定义,如果存在,则称函数在点x0处可导。并称此极限值为f(x)在x0处的导数。记作y'|x0或或其中,⊿y=f(x)-f(x0)=f(x0+⊿x)-f(x0)0xf0ddyxx0limxyx2009/09---微积分-----27--左右导数:000000-)()(lim)()(lim)(-0-xxxfxfxxfxxfxfxxx左导数:000000)()(lim)()(lim)(0xxxfxfxxfxxfxfxxx右导数:2009/09---微积分-----28--xf(x)2009/09---微积分-----29--2.导数意义(1)几何意义(2)物理意义(3)经济意义3.可导与连续关系定理:若y=f(x)在点x0处可导,则y=f(x)在点x0处连续。※可导必连续,连续未必可导2009/09---微积分-----30--4.基本初等函数的导数公式(1)常数:(c)'=0(2)幂函数:(xμ)'=μxμ-1(μ为常数)(3)指数函数:(ax)'=(lna)(ax)(a0,a≠1)(ex)'=ex(4)对数函数:(logax)'=(a0,a≠1)(lnx)'=axln1x12009/09---微积分-----31--5.导数的四则运算设u=u(x),v=v(x)可导,则(1)和差:[u±v]'=u'±v'◇推广:[u1±u2±···±un]'=u1'±u2'±···±un'(2)积:[u·v]'=u'v+uv'◇推广:[u1·u2···un]'=u1'·u2···un+u1u2'·u3···un+···+u1·u2···un'(3)商:'2'',(0)uuvuvvvv2009/09---微积分-----32--6.复合函数的导数设y=f((x)),若u=(x)在x0处可导,y=f(u)在u0=(x0)处可导,则)(')('dddd)('00000xufxuuyxyxu例:设y=f(x2