高等数学1 函数 极限 连续

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高等数学
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函数 极限 连续


函数

函数概念

定义1

给定两个实数集\(D\)\(M\),若有对应法则\(f\),使对\(D\)内的每一个数\(x\),都有唯一一个数\(y\in M\)与它对应,则称\(f\)是定义在数集\(D\)上的函数。记作

\[f:D \rightarrow M \]

数集\(D\)称为函数\(f\)定义域\(x\)所对应的数\(y\)称为\(f\)在点\(x\)函数值,常记为\(f(x)\)。全体函数值的集合\(f(D)=\{y|y=f(x),x\in D\} (\subset M)\) 称为函数\(f\)值域

\(D\rightarrow M\)表示按着法则\(f\)建立数集\(D\)\(M\)函数关系。习惯上,我们称此函数关系中的\(x\)自变量\(y\)因变量

函数的表示

  • 公式法

  • 列表法

  • 图像法

复合函数

复合函数也可以由多个函数相继复合而成

当且仅当\(E^*(\{x|g(x)\in D\}\bigcap E) \neq \emptyset\),函数\(f\)\(g\)才能复合而成。

反函数

函数\(f\)有反函数,意味着\(f\)\(D\)\(f(D)\)之间的一个一一映射。

分段函数

绝对值函数

图像

符号函数

\[sgn \ x= \begin{cases} &1 &x>0 \\ &0 &x=0 \\ &-1 &x<0\\ \end{cases} \]

定义域为\(D=(-\infin,+\infin)\),值域\(R_f=\{-1,0,1\}\)

\(x=sgnx * |x|\)

图像

取整函数

\(x\)为任一实数,不超过\(x\)的最大整数称为\(x\)的整数部分,记作\([x]\)

\(x\)看做变量,则函数\(y=[x]\) ,称为取整函数。

定义域为\(D=(-\infin,+\infin)\),值域\(R_f=Z\)

图像

狄利克雷函数

黎曼函数

基本初等函数

  • 常量函数 \(y=c(c是常数)\)

  • 幂函数 \(y=x^a (a为常数)\)

  • 指数函数 \(y=a^x(a>0,a \neq 1)\)

  • 对数函数 \(y=log_ax(a>0,a\neq1)\)

  • 三角函数

    \(y=sinx(正弦函数)\)\(y=cosx(余弦函数)\)

    \(y=tanx(正切函数)\)\(y=cotx(余切函数)\)

  • 反三角函数

    \(y=arsinx(反正弦函数)\)\(y=arcosx(反余弦函数)\)

    \(y=artanx(反正切函数)\)\(y=arcotx(反余切函数)\)

指数运算

对于所有实数\(a>0,m,n\),我们有以下恒等式

\[\begin{aligned} a^0&=1 \\ a^1&=a \\ a^{-1}&=1/a \\ (a^m)^n&=a^{mn}=(a^n)^m \\ a^ma^n&=a^{m+n} \end{aligned} \\ 对于所有n和a\geq 1,函数a^n关于n单调递增。\\ \]

我们假定\(0^0=1\)

多项式与指数的增长率比较

\[\begin{aligned}对所有使得a>1的实常量a和b,有 \\&\lim_{n\rightarrow \infty} \frac{n^b}{a^n}=0 \\因此可得 \\&n^b=o(a^n)\end{aligned} \]

自然对数\(e\)

\[对于所有实数x,我们有 \\ e^x=1+x+\frac{x^2}{2!}+\frac{x^3}{3!}+\cdots=\sum^{\infty}_{i=0}\frac{x^i}{i!} \]

\[对所有实数x,我们有不等式 \\ e^x\geq 1+x ,只有x=0时等号成立 \\ 当 |x|\leq 1时,有近似估计 \\ 1+x+x^2 \geq e^x \geq1+x \]

\[对所有x,我们有: \\ \lim_{n\rightarrow \infty} (1+\frac{x}{n})^n=e^x \]

对数运算

我们将使用以下记号:

$lgn= log_2n \tag{以2为底的对数} $

​ $ lnn\tag{自然对数} \$

​ $ lgkn=(lgn)k\tag{取幂} \$

​ $ lglgn=lg(lgn)\tag{复合} \$

对所有实数\(a>0,b>0.c>0和m,n\),有

\[\begin{aligned} a&=b^{log_ba} \\ log_c(ab)&=log_ca+log_cb \\ log_ba^n&=nlog_ba \\ log_ba&=\frac{log_ca}{log_cb} \\ log_b(1/a)&=-log_ba \\ log_ba&=\frac{1}{log_ab}\\ a^{log_bc}&=c^{log_ba} \end{aligned} \\ 其中,在上面的每个等式中,对数的底不为1\\ \]

阶乘

记号\(n!\)(读作\(n\)的阶乘)定义为对整数\(n\geq 0\),有

\[n!= \{ \begin{aligned} &1 &若n=0 \\ &n*(n-1) &若n>0 \end{aligned} \\ n!=1*2*3*\cdots n \]

指数函数与对数函数图像

三角函数运算

定义

函数关系

三角函数图像

arcsin

arccos

arctan

函数性质

有界性

单调性

奇偶性

周期性


极限

数列极限与函数极限概念性质,存在准则

数列极限

1 数列极限概念

2 收敛数列的性质

3 数列极限存在的条件

函数极限

1 函数极限概念

2 函数极限的性质

3 函数极限存在的条件


无穷小与无穷大

无穷小

无穷大


极限的计算

两个基本极限

求极限常用方法

1 有理运算法则

2 利用基本极限求极限

3 等价无穷小的代换

4夹逼准则

5 单调有界准则

常见题型

\(1^{\infty}\)


连续

连续性概念

函数在某一点的连续性

间断点

第一类间断点

第二类间断点

区间上的连续函数

若函数\(f\)在区间\(I\)上的每一点都连续,则称\(f\)\(I\)上的连续函数。对于闭区间或半开半闭区间的端点值,函数在这些点上连续是指左连续或者右连续。

若函数\(f\)在区间\([a,b]\)上仅有有限个第一类间断点,则称\(f\)\([a,b]\)分段连续

连续函数的性质

连续函数的局部性质

闭区间上连续函数的基本性质

反函数的连续性

一致连续性

初等函数的连续性

posted @ 2020-08-28 21:21  英飞  阅读(1008)  评论(0编辑  收藏  举报