让有理想的人更加卓越!
第一章 函数、极限与连续
综述:极限是高等数学的基本运算,函数是高等数学的研究对象,而连续函数则是高等数学最主要的“活
动基地”.本章在理论上有着重要的意义,是理解后续章节的理论基础.可以毫不夸张地说:正确地理解了
极限,高数的学习就成功了一半.同时,它们也是非常重要的考点,平均每年直接考查所占的分值在 10 分
左右.而事实上,由于这一部分内容的基础性,每年间接考查或与其它章节结合出题的比重也很大.
本章的主要知识点有:函数的概念,极限的概念、性质及其计算方法,函数的连续性及间断点的分类.其
中极限的计算是核心的考点,考题所占的比重最大,并且其余知识点如函数的连续性和间断点的分类也是
以它为基础的.
本章常考的题型有:1.对极限的概念以及基本性质的考查;2.无穷小的比较;3.极限的计算;4.极限中参
数的确定;5.对函数连续性的考查;6.确定间断点的类型;7.渐近线的计算.
常考题型一:函数的基本性质
1.【92—2 3 分】设
f x
( )
2
x
,
2
x
x
,
x
x
0
0
,则( )
A
f
(
x
)
2
x
,
x
2
x
,
x
x
0
0
B
f
(
x
)
(
2
x
x
,
2
x
),
x
x
0
0
C
f
(
x
)
x
2
2
x
,
x
,
x
x
0
0
D
f
(
x
)
x
,
x
2
x
,
2
x
x
0
0
2.【01—2 3 分】
xf
)(
1
0
x
x
1
1
则
f
f
[{
xf
(
)]}
=( )
A 0
B 1
C
1
0
x
x
1
1
D
0
1
x
x
1
1
.
常考题型二:极限的基本性质
3.【12—2 4 分】设
na
0,(
n
1,2,...)
,
s
n
a
1
,则数列 ns 有界是数列 na 收敛的( )
...
a
n
A 充分必要条件.
C 必要非充分条件.
B 充分非必要条件.
D 即非充分地非必要条件.
4.【08—12 4 分】设函数 ( )
f x 在 (
内单调有界, nx 为数列,下列命题正确的是( )
)
,
A 若 nx 收敛,则
f x 收敛.
(
)n
B 若 nx 单调,则
f x 收敛.
(
)n
C 若
f x 收敛,则 nx 收敛.
(
)n
D 若
f x 单调,则 nx 收敛.
(
)n
5.【03—12 4 分】设
a
{
b
{},
}{},
n
c
n
n
均为非负数列,且
a
lim
n
n
0
,
b
lim
n
n
1
,
c
lim
n
n
,则必有( )
a 对任意 n 成立.
b
n
n
B
A
b 对任意 n 成立.
n
c
n
1
精勤求学 自强不息
C 极限
lim
n
ca
nn
不存在.
D 极限
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不存在.
lim
n
cb
nn
6.【07—12 4 分】设函数 ( )
f x 在 (0,
) 上具有二阶导数,且 ( ) 0
x
,令
f
nu
f n
( )
,则下列结论正
确的是:( )
A 若 1
u
u
2
,则 nu 必收敛
B 若 1
u
u
2
,则 nu 必发散
C 若 1
u
u
2
,则 nu 必收敛
D 若 1
u
u
2
,则 nu 必发散
7.【99—2 3 分】“对任意给定的 (0,1)
,总存在正整数 N ,当 n N 时,恒有
nx
nx 收敛于 a 的( )
A 充分条件但非必要条件
B 必要条件但非充分条件
C 充分必要条件
D 既非充分条件又非必要条件
”,是数列
2
a
8.【00—3 3 分】设对任意的 x ,总有
x
f x
g x
,且
lim
x
g x
x
,则
0
lim
x
f x
( )
A 存在且等于零
B 存在但不一定零
C 一定不存在
D 不一定存在
【小结】:
1.保号性必须是对足够大的 n 才成立,并不一定对所有 n 都成立.
2.收敛的数列一定有界,有界的数列不一定收敛;有界并且单调的数列一定收敛,但收敛的数列不一定是
单调的。
3. 极限的四则运算法则的进一步深化:
1)乘法: 0 0,
0)
c
(
c
,
c
c 收敛+发散=发散
0
c
c
0),
c
0
0,
c
(
,
c
0
2)加法:
3)除法:
常考题型三:无穷小量的比较
9.【92—2 3 分】当
A 低阶无穷小
x 时, sin
B 高阶无穷小
0
x
是 2x 的( )
x
C 等价无穷小
D 同阶但非等价无穷小
10.【99—2 3 分】设
5
x
x
( )
0
t
sin
t
dt
,
x
( )
sin
x
0
1
t
t dt
)
(1
,则当
x 时, ( )x 是 ( )x 的( )
0
A 高阶无穷小
B 低阶无穷小
C 同阶但不等价的无穷小
D 等价无穷小
cos
11.【01—2 3 分】
阶的无穷小,则正整数n 等于( )
0x
时,
1(
x
)
1ln(
2x
)
是比
xsin 高阶的无穷小,而
nx
xsin 是比
nx
2 xe
1
高
2
A 1
B 2
C 3
D 4.
12.【97—2 3 分】
x 时,
0
e
tan
x
x
e
与 nx 是同阶无穷小,则 n 为( )
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A 1.
B 2.
13.【00—2 3 分】若
A 0
sin 6
C 3.
D 4
x
x
3
C 36
B 6
,则
xf x
( )
lim
x
0
0
6
lim
x
0
f x
( )
x
2
D
为( )
14.【09—123 4 分】当
x 时,
f x
0
x
sin
ax
与
g x
x
2 ln 1
等价无穷小,则( )
bx
A
a
b
1,
.
1
6
B
a
15.【93—1 3 分】设
f x
.
1
6
sinx
t dt
2
b
1,
sin
0
C
a
1,
b
.
1
6
,
g x
3
x
4
,则当
x
.
b
a
1,
D
1
6
x 时,
0
f x 是
g x 的( )
A 等价无穷小
B 同阶但非等价的无穷小
C 高阶无穷小
D 低阶无穷小
16.【96—1 3 分】设
f x 有连续的导数, 0
f
,
0
' 0
f
,
0
F x
时,
'F x 是与 kx 是同阶无穷小,则 k ( )
A . 1
B .2
C .3
D .4
x
0
2
x
2
t
f
t dt
,且当
x
0
17.【04—12 4 分】把
x
0
时的无穷小量
x
0
cos
t
2
dt
,
2
x
0
tan
t
dt
,
x
0
sin
t
3
dt
排列,使排
在后面的是前一个的高阶无穷小,则正确的排列次序是( )
D
A
.
.
.
,
,
,
B
C
,
,
,
,
,
.
18.【07—123 4 分】当
x
时,与 x 等价的无穷小量是( )
0
A 1 e x
B
x
x
0
B 1 cos x
19.【92—3 3 分】当
A
2x
1ln
1
x 时,下列四个无穷小量中,哪一个是比其它三个更高阶的无穷小量( )
D 1 cos x
1x
C 1
C
1
x
2
1
D
x
tan
x
20.【97—3 3 分】设
f x
1 cos
0
x
sin
t dt g x
2
,
x
5
5
x
6
6
,则当
x 时,
f x 是
g x 的( )
0
A 低阶无穷小
B 高阶无穷小
C 等阶无穷小
D 同阶但不等价的无穷小
21.【10—3 4 分】设 f (x)=ln10 x , g (x)= x , h (x)=
A g (x)< h (x)< f (x) .
B h (x)< g (x)< f (x) .
x
10
e
, 则当 x 充分大时有( )
3
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C f (x)< g (x)< h (x) .
D g (x)< f (x)< h (x) .
22.【05—2 4 分】当
0x
时,
x
)(
2
kx
与
x
)(
1
x
arcsin
x
cos
x
是等价无穷小,则 k
23.【03—2 4 分】若
0x
时,
1(
ax
2
)
1
4
1
与
xsin 是等价无穷小,则 a
x
24.【 06—2 10 分 】 试确定 ,
,A B C 的 常数值, 使
xe
(1
Bx Cx
2
) 1
Ax o x
(
3
)
其中 3(
o x 是 当
)
x
时比 的高阶无穷小.
3
x
0
25.【02—2 8 分】设函数 )(xf 在 x =0的某邻域具有二阶连续导数,且
f
)0(
f
)0(
f
)0(
0
.证明:存
在惟一的一组实数
cba ,
, ,使得当
0h
时,
haf
)(
bf
h
)2(
cf
h
)3(
f
)0(
2ho
(
)
.
【小结】:
1.无穷小的相关性质:
1) 有限个无穷小的代数和为无穷小;
2) 有限个无穷小的乘积为无穷小;
3) 无穷小与有界变量的乘积为无穷小.
x
x 时
2.
0
,
x
21
x
2
~ sin ~ arcsin ~ tan ~ arctan ~ ln(1
x
x
x
x
) ~
e
1x
,
x
a
1
x
ln ,(1
a
a
x
)
1
ax
,1 cos ~
x
这些是考试大纲明确要求考生掌握的等价无穷小。除此之
外,下面这些等价无穷小应用也比较常用,记住它们对解题,尤其是选择题和填空题,会带来很大便利:
x
0,
x
ln 1
x
1
2
x x
,
2
sin
x
1
6
3
x
, tan
x
x
1
3
3
x
,tan
x
sin
x
1
2
3
x
3. 对于上述的等价无穷小,通常用到的是将其中的 x 替换成函数 ( )u x 的形式,如对于 ~ sin
x
x(
x ),
0
u x
一般用到的是 ( )
u x
sin ( )
,但要注意该公式只有当 ( )
u x 才成立。除此之外,我们还经常用到如
0
u x
下 的 特 殊 形 式 : ln ( )
u x
( ) 1
, 当 ( )
u x 时 ;
1
u x
( )
a
1
a u x
( ) 1
, 当 ( )
u x 时 ;
1
u x
( )
v x
(
)
1
v x
u x
( )ln ( )
,当
u x 时。
( )
1
v x
(
)
4. 当出现无穷小相加时,我们还有如下的运算法则:
x
x
1)设 ( ),
( )
x 的无穷小量,并且有
都为
x
( )
0
o
x
( )
x
,则 ( )
x
x
( ) ~ ( )
;
x
2)设 ( ),
都为
x
x
( ), ( )
x 的无穷小量,并且有 ( ) ~
0
x
a x
( ),
x
( ) ~
b x
( )
,当
a b 时,有
0
x
( )
x
( ) ~
a b
x
( )
.
5. 确定无穷小的阶数及计算极限时,经常需要用到带皮亚诺余项的泰勒公式,现对其内容总结如下:
1)设函数 ( )
f x 在点 0x 处有 n 阶导数则在 0x 的某邻域内有
f x
( )
f x
(
0
)
f x
(
'
0
)
x
x
f
)
x
(
''
0
2!
x
2
x
...
f
)
(
''
n
x
0
!
x
n
x
o
x
n
x
。
4
如果其中的 0
x ,则称之为麦克劳林公式。
0
2)考生需要记住五种常见函数的麦克劳林公式:
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x
e
1
x
x
2
2!
...
x
n
n
!
o x
n
,
sin
x
x
cos
x
1
x
3
3!
x
2
2!
( 1)
...
( 1)
...
n
n
x
2
n
(2
n
1
1)!
o x
(
2
n
2
)
,
x
n
2
n
2 !
o x
(
2
n
1
)
,
ln(1
x
)
x
x
2
2
(1
a
x
)
1
ax
( 1)
...
n
1
x
n
n
n
o x
(
)
,
1)
a a
(
2!
2
x
...
a a
(
a n
1)....(
n
!
1)
n
x
...
n
o x
(
)
6. 无穷小量的比较实质上也是无穷大量的比较,记住常见的无穷大量之间的关系是考研数学的基本要求:
1)当 x 时,以下各函数趋近于无穷的快慢
2)当 n 时,以下各数列趋近于无穷的快慢
x
a
b b
(
(
由慢到快
x x
ln ,
1),
0),
x
a
x
a
n n
ln ,
b b
a
(
由慢到快
n n
1), !,
0),
(
n
常考题型四:极限的计算
和直线 y
x 及 4
x 在第一象限中所围图形的面积为
y
1.
0
0 型未定式
26.【12—3 4 分】由曲线 y
27.【06—1 4 分】
28.【97—1 3 分】
lim
x
0
lim
x
0
x
x
x
)
x
ln(1
1 cos
2
x
x
cos
3sin
(1 cos )ln(1
x
1
x
x
)
29.【98—12 3 分】
lim
x
0
1
x
x
1
2
x
2
30.【92—2 3 分】
lim
x
0
1
e
x
x
1
2
x
cos
5
精勤求学 自强不息
31.【00—2 3 分】
32.【07—2 4 分】
33.【01—2 3 分】
lim
x
0
lim
x
0
lim
x
1
34.【09—3 4 分】
lim
x
0
3
1
35.【08—3 4 分】求极限
36.【08—12 10 分】求极限
lim
x
0
让有理想的人更加卓越!
x
x
arctan
x
ln(1 2 )
3
arctan
sin
x
x
3
x
1
2
x
x
2
3
cos
x
e e
x
1
2
1
x
2
lim ln
x
0
x
x
__________.
=
sin
x
x
x
sin
sin sin
x
4
x
sin
x
.
37.【92—1 5 分】
lim
x
0
x
e
1
x
sin
x
1
2
1
38.【09—2 9 分】求极限
1 cos
x
x
sin
4
x
ln(1 tan )
x
lim
x
0
39.【05—2 11 分】设函数 ( )
f x 连续,且
f
)0(
0
,求极限
x
0
x
lim
x
0
t
)
f
t
)(
dt
xf
(
t
)
dt
.
x
x
(
0
40.【95—2 5 分】求
41.【99—2 5 分】求
lim
x
0
lim
x
0
x
x
x
1
cos
1 cos
x
1 tan
x
x
ln(1
)
1 sin
x
2
x
42.【02—3 8 分】求极限
lim
x
0
x
0
2
u
0
arctan 1
1 cos
x
t dt du
x
【小结】:
1.等价无穷小量替换一般和其他方法结合使用,在应用时要注意被替换的部分一定要是整个极限独立的因
子.也即如下情形:
f x g x
lim ( ) ( )
x
f x g x
lim ( ) ( )
x
u x g x
lim ( ) ( )
x
u x
( )
存在且
f x
( )
.
0
0
0
2.洛必达法则是最常用的方法,运用时不要忘记对公式适用的条件进行检验,应用前一般要通过等价无
穷小替换,变量代换等方法对原式进行化简;
f b
3. 当极限式出现同一函数在两个不同点的函数值相减时(也即形式 ( )
),可以考虑利用中值定
f a
( )
理;
4.抓大头的运用步骤:找出分子分母中趋于 0 的速度最慢的项(其他项都是该项的高阶无穷小量),再相
6
除(在
型未定式也有相应的方法)。
或 0 型未定式
2.
43.【97—2 5 分】求极限
2
4
x
lim
x
x
2
1
sin
x
x
x
让有理想的人更加卓越!
1
44.【93—2 5 分】求
x
lim (
x
2
x
100
x
)
3.
1 ,0 或 0 型未定式
0
45.【03—2 4 分】设
a
n
3
2
n
n
0
1
x
n
1
1
n
x
dx
, 则极限
na
lim 等于( )
n
n
A
1(
e
)
3
2
1
.
B
1(
e
1
)
3
2
1
.
C
1(
e
1
)
3
2
1
.
D
1(
e
)
3
2
1
.
46.【10—1 4 分】极限
lim
x
(
x
2
)(
x a x b
A 1 .
B e .
x
)
( )
C a be .
D b ae .
47.【93—2 3 分】
x
lim ln
x
0
x
48.【96—2 3 分】
lim sin ln 1
x
3
x
sin ln 1
1
x
49.【93—3 3 分】
lim
x
50.【05—3 4 分】极限
=
x
x
23
5
x
5
3
x
lim
x
x
2
2
1
1
sin
2
x
sin
x
2
x
3
51.【07—3 4 分】
lim
x
x
3
2x
x
(sin
x
x
cos )
__________.
52.【12—3 4 分】
lim tan
x
4
1
sin
x
cos
x
x
________。
53.【02—3 3 分】设常数
a ,则
1
2
lim ln
n
n
na
2
1
n
a
1 2
n
54.【06—3 4 分】
n
1
lim
n
1
n
n
______ .
55.【03—1 4 分】
(cos
x
)
lim
x
0
1
1ln(
2
x
)
= .
7
精勤求学 自强不息
56.【04—2 10 分】求极限
1
lim
x
3
x
0
2 cos
3
x
x
1
让有理想的人更加卓越!
57.【97—3 6 分】在经济学中,称函数
Q x
x
A K
1
x
L
1
x
为固定替代弹性生产函数,而称
函数
Q AK L
1
为Cobb douglas
生产函数(简称C - D 生产函数).试证明:当
x 时,固定替代
0
弹性生产函数变为C - D 生产函数,即有
lim
x
0
Q x Q
.
58.【10—3 10 分】求极限
1
x
1
ln
x
)1
.
lim
x
(
x
59.【93—1 5 分】求极限
lim(sin
x
2
x
cos
1
x
)x
【小结】:1.解题时(不光是求极限时),遇到幂指函数
x
( )
(
x
)
的基本处理思想是利用对数恒等式
x
( )
(
x
)
e
(
x
)ln (
x
)
;
2.如果是1 形式的极限,则可以利用重要极限通过公式
x
lim ( )
x
( )
lim ( ) 1
(
e
x
x
)
来计算。
4. 型未定式
60.【99—1 3 分】
lim
x
0
1
x
2
61.【94—1 3 分】
x
limcot (
x
0
x
1
sin
1
tan
x
x
1
x
.
)
62.【12—2 10 分】已知函数
f x
( )
1
sin
x
x
,记
1
x
,
a
f x
lim ( )
x
0
(1)求 a 的值
(2)若当
f x
x 时, ( )
0
a 是 kx 的同阶无穷小,求 k
63.【04—3 8 分】求
64.【05—3 8 分】求
1(
lim
2
sin
x
0
1(
e
1
lim
x
0
x
x
x
2
cos
2
x
).1
x
x
)
65.【06—3 7 分】设
f x y
,
y
xy
1
1
y
sin
arctan
x
y
x
,
x
0,
y
0
,求
(Ⅰ)
g x
lim
y
f x y
,
;
(Ⅱ)
lim
x
0
g x
.
8