经济学专业课程教学大纲二、当x→x时,函数f(x)的极限1.定义如果8>0,38>0,使得当0x-x时,1f(x)-A恒成立,则称当x→x时,函数f(x)以常数A为极限。记作:limf(x)=A或者f(x)→A(x→xo)2.说明:(1)ε刻画f(x)与常数a的接近程度,8刻画x与xo的接近程度。(2)0x-xkS,不考虑f(x)在xo处是否有定义。3.几何意义:对于任意给定的正数ε,不论ε多么小,即不论y=A-ε与y=A+ε间的带形区域多么狭窄,总可以找到8>0,当点(x,f(x)的横坐标x进入(x-8,x)(xo,x+)时,纵坐标f(x)全部落入区间(A-6,A+6)之内.此时,y=f(x)的图形处于带形区域之内,6越小,带形区域越窄三、左右极限(单侧极限)1.0<x-X<8,x大于xo而x趋于x0,即x从xo的右侧趋近于xo,用x→x表示,此时A为函数f(x)在xo点的右极限。记作:limf(x)=A0<x-x<,x小于o而x趋于xo,即x从xo的左侧趋近于xo,用×→X表示,此时A为函数f(x)在xo点的左极限。记作:limf(x)=A→Xlim f(x)= A lim f(x)= lim f(x)= A2.定理r→xor-→xoX-x四、函数极限的局部性质若limf(x)存在,则它只有一个极限。(唯一性)(1)定理1(2)定理2(有界性)若limf(x)存在,则存在xo的某个空心邻域,使得f(x)在该空心邻域内有界。X→0(3)定理3(保号性)若limf(x)=A>0(o<r<0),并且则对任意正数r(0<r<αD),都存在xo的空心邻域U(xo), 使得VxeU°(x) 恒有 f(x)>r >0(f(x)<-r <0) 。(不等式性质)(4)定理416
经济学专业课程教学大纲 16 二、当 0 x → x 时,函数 f(x)的极限 1.定义 如果∀> ∃> ε 0, 0 δ ,使得当 0 0| | < x x − < δ 时,| () | fx A − < ε 恒成立,则称当 0 x → x 时,函数 f(x)以常数 A 为极限。 记作: 0 lim ( ) x x f x A → = 或者 0 f () ( ) x Ax x → → 2.说明:(1)ε刻画 f(x)与常数 a 的接近程度,δ刻画 x 与 x0 的接近程度。 (2) 0 0| | <− < x x δ ,不考虑 f(x)在 x0处是否有定义。 3.几何意义: 对于任意给定的正数ε ,不论ε 多么小,即不论 y=A-ε 与 y=A+ε 间的带形区域多么狭窄,总可以 找到 δ >0,当点(x,f(x))的横坐标 x 进入 ( x ,x x ,x 0 0 00 −δ ) ∪ + ( δ ) 时,纵坐标 f(x)全部落入区间 ( ) A ,A − + ε ε 之内.此时,y=f(x)的图形处于带形区域之内,ε 越小,带形区域越窄. 三、左右极限(单侧极限) 1. 0 0 <− < x x δ ,x 大于 x0 而 x 趋于 x0,即 x 从 x0的右侧趋近于 x0,用 0 x x → + 表示,此时 A 为函数 f(x)在 x0 点的右极限。记作: 0 lim ( ) x x f x A → + = 0 0 < −< x x δ ,x 小于 x0而 x 趋于 x0,即 x 从 x0的左侧趋近于 x0,用 0 x x → − 表示,此时 A 为函数 f(x)在 x0 点的左极限。记作: 0 lim ( ) x x f x A → − = 2.定理 0 0 0 lim ( ) lim ( ) lim ( ) x x xx xx f x A fx fx A → → → + − =⇔ = = 四、函数极限的局部性质 (1)定理 1 (唯一性) 若 0 lim ( ) x x f x → 存在,则它只有一个极限。 (2)定理 2 (有界性) 若 0 lim ( ) x x f x → 存在,则存在 x0 的某个空心邻域,使得 f(x)在该空心邻域内有界。 (3)定理 3 (保号性) 若 0 lim ( ) 0 ( 0) x x fx A o r → = > << ,并且则对任意正数 r ra (0 | |) < < ,都存在 x0 的空心邻域 Uo (x0),使得 0 ( ) o ∀ ∈x U x 恒有 fx r fx r ( ) 0( ( ) 0) > > <− < 。 (4)定理 4 (不等式性质)
高等数学(一)若limf(x)与limg(x)皆存在,且存在xo的某空心邻域U(xo,8)),使得VxeU(xo,),有Af(x)≤g(x), 则 lim (x)≤lim g(x)。X-X0(5)定理5((迫敛性)若limf(x)=limg(x)=A,且存在xo的某空心邻域U(xo,8),使得VxeU°(xo,),有X→3r→xf(x)≤h(x)≤g(x),则 lim h(x)= A。第三节变量的极限把数列f(n)及函数f(x)概括为“变量y”,把n→0,x→0,x→x概括为“某个变化过程中”,那么,数列极限和函数极限可概括为变量的极限一、变量极限(一)定义:对于任意给定的正数6,在变量y的变化过程中,总有那么一个时刻,在那个时刻以后,y-A<s恒成立,则称变量y在此变化过程中以A为极限.记作limy=A这里的极限定义和记号概括了两种变量,f(n)和f(x),在三种变化过程中,即f(n)在n→oo时及f(x)在x→8或x→时的极限问题二)变量极限的符号使用若对两种变量、三种过程均适用的定义、推理或规律性结论可使用通用记号limy=a,但是变量y已给出具体函数,则不能使用通用记号二、有界性定理(一)变量有界的定义:变量y在某一变化过程中,如果存在正数M,使得变量y在某一时刻之后,恒有y<M,则称y在那个时刻之后为有界变量(二)定理:如果在某一变化过程中,变量y有极限,则变量y是有界变量第四节无穷小量与无穷大量一、无穷大量1.定义:如果对于任意给定的正数E,变量y在其变化过程中,总有那么一个时刻,在那个时刻以后,不等式>E恒成立,则称变量y是无穷大量,或称变量y趋近于无穷大记作limy=o0说明:(1)无穷大量不是很大的数,而是具有非正常极限的函数。17
高等数学(一) 17 若 0 lim ( ) x x f x → 与 0 lim ( ) x x g x → 皆存在,且存在 x0的某空心邻域 Uo (x0,δ),使得 0 ( ,) o ∀ ∈xUx δ ,有 f () () x gx ≤ ,则 0 0 lim ( ) lim ( ) xx xx f x g x → → ≤ 。 (5)定理 5 (迫敛性) 若 0 0 lim ( ) lim ( ) xx xx f x gx A → → = = ,且存在 x0 的某空心邻域 Uo (x0,δ),使得 0 ( ,) o ∀ ∈xUx δ ,有 f () () () x hx gx ≤ ≤ ,则 0 lim ( ) x x hx A → = 。 第三节 变量的极限 把数列 f(n)及函数 f(x)概括为“变量 y”,把 0 n ,x ,x x →∞ →∞ → 概括为“某个变化过程中”, 那么,数列极限和函数极限可概括为变量的极限 一、变量极限 (一)定义:对于任意给定的正数ε ,在变量 y 的变化过程中,总有那么一个时刻,在那个时刻以 后, y A − < ε 恒成立,则称变量 y 在此变化过程中以 A 为极限.记作lim y A = . 这里的极限定义和记号概括了两种变量,f(n)和 f(x),在三种变化过程中,即 f(n)在 n → ∞ 时及 f(x) 在 x → ∞或 0 x → x 时的极限问题. (二)变量极限的符号使用 若对两种变量、三种过程均适用的定义、推理或规律性结论可使用通用记号lim y a = ,但是变 量 y 已给出具体函数,则不能使用通用记号. 二、有界性定理 (一)变量有界的定义:变量 y 在某一变化过程中,如果存在正数 M,使得变量 y 在某一时刻之后, 恒有 y M≤ ,则称 y 在那个时刻之后为有界变量. (二)定理:如果在某一变化过程中,变量 y 有极限,则变量 y 是有界变量. 第四节 无穷小量与无穷大量 一、无穷大量 1.定义:如果对于任意给定的正数 E,变量 y 在其变化过程中,总有那么一个时刻,在那个时刻 以后,不等式 y E > 恒成立,则称变量 y 是无穷大量,或称变量 y 趋近于无穷大. 记作lim y = ∞ 说明:(1)无穷大量不是很大的数,而是具有非正常极限的函数
经济学专业课程教学大纲(2)若f(x)为X>x。时的无穷大量,则fx)为U(xo)上的无界函数。反之,无界函数不一定是无穷大量。2.定义:如果f(x)当x→x。或x→xo时为无穷大量,则称直线x=Xo为曲线y=f(x)的铅直渐近线。二、无穷小量(一)无穷小量的定义1.定义:若在自变量x的某个变化过程中limy=0,则称函数y为x在该变化过程中的无穷小量。2.注意:谈到无穷小量时必须指明自变量的变化过程。(二)无穷小量与极限的关系定理:变量y以A为极限的必要充分条件是:变量y可以表示为A与一个无穷小量的和即:在某个自变量的变化过程中limy=A的充要条件是y=A+α(x),α(x)是在该自变量变化过程中的无穷小量。(三)无穷小量的性质:定理1:有界变量与无穷小量的乘积为无穷小量。推论1常量与无穷小量的乘积为无穷小量。推论2有极限的量与无穷小量的乘积为无穷小量。(四)无穷向量与无穷大量的关系定理在变量y的变化过程中(1)如果y是无穷大量,则一是无穷小量;y(2)如果y(≠0)是无穷小量,则一是无穷大量;y(五)无穷小量阶无穷小量是以零为极限的变量,但收敛于零的速度有快有慢。为此,考察两个无穷小量的比以便对他们的收敛速度作出判断。设α,β是同一过程中的两个无穷小量(1)若lim%=0,则称α为比β高阶无穷小量,或称β为比α低阶无穷小量,记作:α=o(β)βα(2)若lim=0,则称α与β为同阶无穷小量。记作:α=O(β)βm?=1,则称α与β为等价无穷小量。记作:αβ(3)若limβ1o
经济学专业课程教学大纲 18 (2)若 f(x)为 0 x → x 时的无穷大量,则 f(x)为 U(x0)上的无界函数。反之,无界函数不一定 是无穷大量。 2.定义:如果 f(x)当 0 x x → + 或 0 x x → − 时为无穷大量,则称直线 x=x0 为曲线 y=f(x)的铅 直渐近线。 二、无穷小量 (一)无穷小量的定义 1.定义:若在自变量 x 的某个变化过程中lim 0 y = ,则称函数 y 为 x 在该变化过程中的无 穷小量。 2.注意:谈到无穷小量时必须指明自变量的变化过程。 (二)无穷小量与极限的关系 定理:变量 y 以 A 为极限的必要充分条件是:变量 y 可以表示为 A 与一个无穷小量的和. 即:在某个自变量的变化过程中lim y A = 的充要条件是 yA x = +α( ) ,α( ) x 是在该自变量 变化过程中的无穷小量。 (三)无穷小量的性质: 定理 1:有界变量与无穷小量的乘积为无穷小量。 推论 1 常量与无穷小量的乘积为无穷小量。 推论 2 有极限的量与无穷小量的乘积为无穷小量。 (四)无穷向量与无穷大量的关系 定理 在变量 y 的变化过程中 (1)如果 y 是无穷大量,则 1 y 是无穷小量; (2)如果 y(≠0)是无穷小量,则 1 y 是无穷大量; (五)无穷小量阶 无穷小量是以零为极限的变量,但收敛于零的速度有快有慢。为此,考察两个无穷小量的比以 便对他们的收敛速度作出判断。 设α,β 是同一过程中的两个无穷小量. (1)若lim 0 α β = ,则称α为比β高阶无穷小量,或称β为比α低阶无穷小量,记作:α = o( ) β (2)若lim c 0 α β = ≠ ,则称α与β为同阶无穷小量。记作:α = O( ) β (3)若lim 1 α β = ,则称α与β为等价无穷小量。记作:α β
高等数学(一)第五节极限的运算法则一、极限的四则运算法则(一)定理1:在某一变化过程中,如果变量x和变量y分别以A与B为极限,则变量x±y以A±B为极限,即有lim(x±y)=limx±limy=A±B推论1:两个无穷小量的代数和仍为无穷小量(二)定理2:在某一变化过程中,如果变量x和变量y分别以A与B为极限,则变量y以AB为极限,即有lim(xy)=limxlimy=AB推论1:两个无穷小量的乘积仍为无穷小量推论2:常数因子可以提到极限符号外面,即limcy=climy推论3:如果n是正整数,则(1)limx"=(limx)(2) lim x= (limx)(三)定理3:在某一变化过程中,如果变量x和变量y分别以A与B(≠0)为极限,则为极限,即有lim±=limx_4二以会变量一-limy"BByy二、极限计算方法(一)直接利用法则(二)当x一→0时,若分子、分母均趋于0,则上、下同除以x的最高次幂,再用法则一般地,当×→80时,有理公式(%0,b0)的极限有以下结果:(o,n=mbox*+ax*++a-o,.n<mlim-+bx"+bxm-l+.+bm00,n>m(三)当x→x时,若分子、分母均趋于0,则将分子、分母分解因式(能分解的),约去(x-x)(当x→x时,xx,x-±0)再用法则19
高等数学(一) 19 第五节 极限的运算法则 一、极限的四则运算法则 (一)定理1:在某一变化过程中,如果变量x和变量y分别以A与B为极限,则变量 x ± y 以 A± B 为极限,即有 lim x y lim x lim y A B ( ) ± = ± =± 推论 1:两个无穷小量的代数和仍为无穷小量. (二)定理 2:在某一变化过程中,如果变量 x 和变量 y 分别以 A 与 B 为极限,则变量 xy 以 AB 为 极限,即有 lim xy lim xlim y AB ( ) = = 推论 1:两个无穷小量的乘积仍为无穷小量 推论 2:常数因子可以提到极限符号外面,即 limcy clim y = 推论 3:如果 n 是正整数,则 (1) ( )n n lim x lim x = (2) ( ) 1 1 n n lim x lim x = (三)定理 3:在某一变化过程中,如果变量 x 和变量 y 分别以 A 与 B(≠0)为极限,则 变量 x y 以 A B 为极限,即有 x lim x A lim y lim y B = = 二、极限计算方法 (一)直接利用法则 (二) 当 x → ∞时,若分子、分母均趋于∞ ,则上、下同除以 x 的最高次幂,再用法则 一般地,当 x → ∞时,有理公式 0 0 ( 0, 0) a b ≠ ≠ 的极限有以下结果: 0 0 1 0 1 1 0 1 , . lim 0, . , n n n m m x m a n m b ax ax a n m bx bx b n m − →∞ − ⎧ = ⎪ ⎪ + ++ ⎪ = < ⎨ + ++ ⎪∞ > ⎪ ⎪⎩ (三) 当 0 x → x 时,若分子、分母均趋于 0,则将分子、分母分解因式(能分解的),约去 0 ( ) x − x ,(当 0 x → x 时, 0 x ≠ x , 0 x x − ≠ 0 )再用法则
经济学专业课程教学大纲(四)当×→o时,两分式均趋于0,两式相减为0-0型,则先通分变形后再计算;(五)含有根式的未定式(%型或=型),则分子或分母有理化,再用法则080三、复合函数的极限法则定理:设y=f(u),u=p(x),则y是x的复合函数y=f[p(x)若 lim 0(x)=a,lim f (u)= A,则 lim f[0(x)]=lim f(u)= A四、利用等价无穷量计算极限1.等价无穷小的传递与代换性质设limα=0,limβ=0,lim=0(1)若α~β,β~则α~(2)若α~β,则lim=lim, lim~=limBβα1Y2.常用的等价无穷小量当x→0时有1sinx~x,tanx~x,arcsinx~x,arctanx~x,e"-1~x,1-cosx2In(1+x)~x, (1+x)-1~n第六节两个重要的极限一、极限存在的准则(一)夹逼准则(squeezerule)即极限的迫敛性若limf(x)=limg(x)=A,且存在xo的某空心邻域U(xo,),使得VxeU(xo,0),有x→30X4f(x)≤h(x)≤g(x),则lim h(x)=A。n→o在研究比较复杂的数列极限问题时,通常分作两步走。第一,考察索给的数列是否有极限(极限的存在性问题);第二,若数列有极限,则考虑如何计算此极限(极限值的计算问题)。这是极限理论的两个基本问题。在实际应用上,第一个问题解决后,即使一时求不出极限值,但因为n充分大时,a,能充分接近于其极限a,故可用a,作为α的近似值。(二)单调有界数列的极限准则20
经济学专业课程教学大纲 20 (四) 当 0 x → x 时,两分式均趋于∞ ,两式相减为∞ − ∞ 型,则先通分变形后再计算; (五) 含有根式的未定式 0 0 ∞ ∞ ( 型或 型),则分子或分母有理化,再用法则 三、复合函数的极限法则 定理:设 y f u ,u x = = () () ϕ ,则 y 是 x 的复合函数 y = f x ⎡ϕ ( )⎤ ⎣ ⎦ 若 () () 0 xx ua lim x a,lim f u A ϕ → → = = ,则 ( ) ( ) 0 xx ua lim f x lim f u A ϕ → → ⎡ ⎤ = = ⎣ ⎦ 四、利用等价无穷量计算极限. 1.等价无穷小的传递与代换性质 设lim ,lim ,lim α = == 0 00 β γ (1)若α ~,~ ββ γ 则 α ~ γ (2)若α ~ β ,则lim lim , lim lim γ γ αβ α β γγ = = 2.常用的等价无穷小量 当 x → 0 时,有 1 2 1 1 2 x sin x ~ x, tan x ~ x, arcsin x ~ x, arctan x ~ x, e ~ x, cos x ~ x − − () () 1 1 11 n x ln x ~ x, x ~ n + +− 第六节 两个重要的极限 一、极限存在的准则 (一)夹逼准则(squeeze rule)即极限的迫敛性 若 0 0 lim ( ) lim ( ) xx xx f x gx A → → = = ,且存在 x0 的某空心邻域 Uo (x0,δ),使得 0 ( ,) o ∀ ∈xUx δ ,有 f () () () x hx gx ≤ ≤ , 则 lim ( ) n hx A →∞ = 。 在研究比较复杂的数列极限问题时,通常分作两步走。第一,考察索给的数列是否有极限(极 限的存在性问题);第二,若数列有极限,则考虑如何计算此极限(极限值的计算问题)。这是极 限理论的两个基本问题。在实际应用上,第一个问题解决后,即使一时求不出极限值,但因为 n 充 分大时, n a 能充分接近于其极限 a ,故可用 n a 作为 a 的近似值。 (二)单调有界数列的极限准则