第一篇极限论 第一部分极限初论 第一章变量与函数 §1.函数的概念 1.解下列不等式,并画出x的范围: (1)-2-3 (2)10时,x1+ 当a<0时,1+<x<1 当a=0时,x<1
1 1òü 4Åÿ 1ò‹© 4Å–ÿ 1òŸ C˛ÜºÍ §1. ºÍVg 1. )eÿ™ßøx—xâåµ (1) −2 0 )µ (1) x − 3 2 ✘✛ ✲ -1-2-3 0 x ❜❜ (2) 1 0ûßx 1 + 1 a ¶ ✘✛ ✲ 0 1 x 1 + 1 a ❝ ❝ a < 0ûß1 + 1 a < x < 1 ✛ ✘ ✲ 0 1 x 1 + 1 a ❝❝ a = 0ûßx < 1 ✘ ✲ 0 1 x ❝
(4)2kx+≤x≤2k丌+或2kx-≤x≤2kx-(k∈Z) (5)-4|x+1 (2)2A (4)|x-a0 x+2 (1)x< (2)-2<x
2 (4) 2kπ + π 3 6 x 6 2kπ + π 2 ½2kπ − π 2 6 x 6 2kπ − π 3 (k ∈ Z) ✲ ✄ ✄ ✄ ✄ 0 x (5) −4 ||x| − |y|| (2) |x1 + x2 + x3 + · · · + xn| 6 |x1| + |x2| + · · · + |xn| (3) |x + x1 + · · · + xn| > |x| − (|x1| + · · · + |xn|) y²µ (1) œ|x||y| > xyßK(x − y) 2 > (|x| − |y|) 2ßu¥|x − y| > ||x| − |y|| (2) ^ÍÆ8B{y². (i) n = 2ûßd|x1 + x2| 6 |x1| + |x2|ß(ÿ§·. (ii) bn = kû(ÿ§·ß=k|x1 + x2 + x3 + · · · + xk| 6 |x1| + |x2| + · · · + |xk|. Kn = k + 1ûß|x1 + x2 + x3 + · · · + xk+1| 6 |x1 + x2 + x3 + · · · + xk| + |xk+1| 6 |x1| + |x2| + · · · + |xk| + |xk+1| n˛åßÈòÉg,Ínß|x1 + x2 + x3 + · · · + xn| 6 |x1| + |x2| + · · · + |xn|˛§·. (3) |x + x1 + · · · + xn| > |x| − |x1 + x2 + x3 + · · · + xn| > |x| − (|x1| + · · · + |xn|) 3. )e˝Èäÿ™ßøx—xâåµ (1) |x| > |x + 1| (2) 2 A (4) |x − a| 0 (5) x − 2 x + 1 > x − 2 x + 1 (6) 2 < 1 |x + 2| < 3 )µ (1) x < − 1 2 ✘ ✲ -1 0 x ❜ (2) − 1 2 < x < − 1 4 ½ 1 4 < x < 1 2 ✲ ☛ ✟ ☛ ✟ 0 1 x 2 - 1 2 ❡❡ ❡ ❡
(3)当A≥0时,xA 当A<0时,x∈R (4)a-n<a<a+n (5)原式等价于x-2∠0,则-1<x<2 <x< <x<一一 4.求下列函数的定义域及它在给定点上的函数值 (1)y=f(x)=-x+-的定义域及f(-1),f(1)和f(2) (2)y=/()=√a2的定义域及/(,J(和(-2) 1 (3)=8()=c的定义域及(1),(2 (4)y=g(a)=a2tana的定义域及g(0),g ()x=2()2=sm0+c的定义域及x(-2),x(-m) (6)y=f(x)= 的定义域及f(0),f(-1)
3 (3) A > 0ûßx A ✘ ✛✲ 0 A-A x ❡❡ A < 0ûßx ∈ R (4) a − η < x < a + η ✛a ✘ ✲ − η 0 a + ηa x ❡❡ (5) ™du x − 2 x + 1 < 0ßK−1 < x < 2 ✛ ✘✲ -1 1 2 0 x ❜ ❜ (6) − 5 3 < x < − 3 2 ½− 5 2 < x < − 7 3 ✲ ✞ ☎ ✞ ☎ -1-2-3 0 x ❡❡ ❡❡ 4. ¶eºÍ½¬ç9ß3â½:˛ºÍäµ (1) y = f(x) = −x + 1 x ½¬ç9f(−1), f(1)⁄f(2)¶ (2) y = f(x) = √ a 2 − x2½¬ç9f(0), f(a)⁄f − a 2 ¶ (3) s = s(t) = 1 t e −t½¬ç9s(1), s(2)¶ (4) y = g(α) = α 2 tan Ὤç9g(0), g π 4 , g − π 4 ¶ (5) x = x(θ) = sin θ + cos 转ç9x − π 2 , x(−π) (6) y = f(x) = 1 (x − 1)(x + 2)½¬ç9f(0), f(−1)
(1)函数的定义域为X=(-∞,O)U(0,∞),f(-1)=0.f(1)=0,f(2)= (2)函数的定义域为x=-al,0)=la)=0(-2) (3)函数的定义域为(-∞,0)U0,∞x),(1)=1,(2)=2 (函数的定义域为{∈Bx≠k+三,k∈2,00=09(理) 426 )函数的定义域为X=(一×,∞)x(-2)=-1x(-m)=-1 ()函数的定义域为X=(-x,-2)U(-2.1)U.+∞),f0=-2,(-1)=-2 5.求下列函数的定义域及值域: (1)y=√2+x-x2 (2)y=Cost (3)y=In(sin (4)y=ainπr (1)函数的定义域为X=[-1,2,值域为/O3 (2)函数的定义域为2k丌-,2k丌+5(k∈Z),值域为,1 (3)函数的定义域为(11 2k+12k)(k∈Z,值域为(-∞ (4)函数的定义域为(n-1,n)(n=0,±1,±2,……),值域为(-∞,-1]U[1,+∞) 6.设f(x)=x+1,y(x)=x-2,试解方程f(x)+(x)=|f(x)+|p(x) 解:由已知,得∫(x)y(x)≥0即(x+1)(x-2)≥0,则x≥2或x≤-1 7.设f(x)=(|x+x)(1-x),求满足下列各式的x值: (1)f(0)=0 (2)f(x)1 8.图1-5表示电池组V、固定电阻R和可变电阻R组成的电路在一段不长的时间内,A,B两点间的电压V可以看 成一个常量求出电流Ⅰ和可变电阻R的函数式 解:由已知及物理学知识,得V=I(R0+R) 9.在一个圆柱形容器内倒进某种溶液,该圆柱形容器的底半径是a,高为h,倒进溶液的高度是x(图1-6).该 溶液的容积V和x之间的函数关系V=V(x),并写出它的定义域和值域 解:由已知,得V=a2x,它的定义域为[0,,值域为[1,ma2h 10.某灌溉渠的截面积是一个梯形,如图1-7,底宽2米,斜边的倾角为45°,CD表示水面,求截面ABCD的面 积S与水深h的函数关系 解:由已知及图,得S=h(h+2) 11.有一深为H的矿井,如用半径为R的卷扬机以每秒钟弧度的角速度从矿井内起吊重物,求重物底面与地面的 距离s和时间t的函数关系(图1-8) 已知及图,得s=H 1+x2,x0.求f(-2,f(-1)(0()和(2 由已如1得23=50)=210=-10-0()-
4 )µ (1) ºÍ½¬çèX = (−∞, 0) S (0,∞)ßf(−1) = 0, f(1) = 0, f(2) = − 3 2 (2) ºÍ½¬çèX = [−|a|, |a|]ßf(0) = |a|, f(a) = 0, f − a 2 = √ 3 2 |a| (3) ºÍ½¬çè(−∞, 0) S (0,∞)ßs(1) = 1 e , s(2) = 1 2e 2 (4) ºÍ½¬çè n x x ∈ R, x 6= kπ + π 2 , k ∈ Z o ßg(0) = 0, g π 4 = π 2 16 , g − π 4 = − π 2 16 (5) ºÍ½¬çèX = (−∞,∞)ßx − π 2 = −1, x(−π) = −1 (6) ºÍ½¬çèX = (−∞, −2) S (−2, 1) S (1, +∞)ßf(0) = − 1 2 , f(−1) = − 1 2 5. ¶eºÍ½¬ç9äçµ (1) y = √ 2 + x − x2 (2) y = √ cos x (3) y = ln sin π x (4) y = 1 sin πx )µ (1) ºÍ½¬çèX = [−1, 2]ßäçè 0, 3 2 (2) ºÍ½¬çè h 2kπ − π 2 , 2kπ + π 2 i (k ∈ Z)ßäçè[0, 1] (3) ºÍ½¬çè 1 2k + 1 , 1 2k (k ∈ Z)ßäçè(−∞, 0] (4) ºÍ½¬çè(n − 1, n)(n = 0, ±1, ±2, · · ·)ßäçè(−∞, −1] S [1, +∞) 6. f(x) = x + 1, ϕ(x) = x − 2ߣ)êß|f(x) + ϕ(x)| = |f(x) + |ϕ(x)| )µdÆßf(x)ϕ(x) > 0=(x + 1)(x − 2) > 0ßKx > 2½x 6 −1. 7. f(x) = (|x| + x)(1 − x)߶˜veà™xäµ (1) f(0) = 0 (2) f(x) 0ßKáf(x) 1 8. „1-5L´>³|V !½>{R0⁄åC>{R|§>¥.3ò„ÿûmSßA, B¸:m>ÿV å±w §òá~˛.¶—>6I⁄åC>{RºÍ™. )µdÆ9‘nÆ£ßV = I(R0 + R). 9. 3òáŒ/NÏS?,´MóßTŒ/NÏ.媥aßpèhß?Móp›¥x£„1-6§. T MóN»V ⁄xÉmºÍ'XV = V (x)ßø—ß½¬ç⁄äç. )µdÆßV = πa2xßß½¬çè[0, h]ßäçè[1, πa2h] 10. ,/Y±°»¥òáF/ßX„1-7ß.°2íß>ñè45oßCDL´Y°ß¶°ABCD° »SÜYhºÍ'X. )µdÆ9„ßS = h(h + 2). 11. kòèH¶³ßX^åªèRÚűz¶®ωl›Ñ›l¶³SÂL‘߶‘.°Ü/° Âls⁄ûmtºÍ'X£„1-8§. )µdÆ9„ßs = H − ωRt t ∈ 0, H ωt 12. y = f(x) = 1 + x 2 , x 0 ߶f(−2), f(−1), f(0), f(1)⁄f 1 2 . )µdÆßf(−2) = 5, f(−1) = 2, f(0) = −1, f(1) = 0, f 1 2 = − 1 2
0≤tD即(2)+fe2)> (2)对于所有的x,2(1≠n)成立 ∫(x) 9.证明下列各函数在所示区间内是单调增加的函数 (1)y=x2(0≤x<+∞) (2)y=sinr(≤x≤需 证明
5 13. x(t) = 0, 0 6 t f x1 + x2 2 È u§kx1, x2(x1 6= x2)§·£Ö‰k˛„A5ºÍ⇺ͧ. y²µ3Dz?¸:A(x1, f(x1)), B(x2, f(x2))ßÎABߟ•:C(xC , yC )ßKf(x1) + f(x2) = 2yC , x1 + x2 = 2xC qDzxD = x1 + x2 2 §È:pãIèyD = f x1 + x2 2 ßKxC = xD qÇy = f(x)˛?ò^u—puߧÅlÖx1, x2èuÜl:ßKyC > yD= f(x1) + f(x2) 2 > f x1 + x2 2 Èu§kx1, x2(x1 6= x2)§·. ✲ ✻ ✜ ✜ ✜ ✜ ✜ ✜ ✜ 0 x1 x2 x A C B xD y f(x) 19. y²eàºÍ3§´´mS¥¸NO\ºÍµ (1) y = x 2 (0 6 x < +∞) (2) y = sin x − π 2 6 x 6 π 2 y²µ