A<1+|4 取X1=max{X,a+1},则f(x)在(X1,∞)内有界,且f(x)<|4|+1,x∈(X1,∞) 又由于f(x)在{a,X1]上连续,故f(x)在[a,x1]上有界,设其界为M>0,即vx∈[a,X1],有f(x)≤M 取G=max{4|+1,M},则vx∈[a,∞),f(x)≤G 即f(x)在[a,∞)有界 8.若对任一E>0,f(x)在a+E,b-]连续,问: (1)∫(x)是否(a,b)在连续? (2)f(x)是否在,b连续 (1)任取x∈(a,b),取e=min{ ,则xo∈[a+E,b-] 因对任一E>0,f(x)在{a+ε,b--连续,故f(x)在x点连续 由xo∈(a,b)的任意性,得f(x)在(a,b)内连续 2)不一定连续 (i)不连续。例:f(x)在0+E,1-](e>0)内连续,但f(x)在0,1上不连续,在x=0点断开 (i)连续。例:f(x)在[1+E,2-](E>0)内连续,且f(x)在1,2]上连续 9.若∫(x)在xo点连续,并且f(xo)>0,证明存在r的δ邻域O(x,6),当x∈O(x2,6)时,∫(x)≥c>0,c为某 常数 证明:由于f(x)在x0点连续,且f(x0)>0,则设f(xo)>c>0 对给定的ε=∫(xn)-c>0,36>0,当r-r。l<时,有f(x)-f(x川<ε=f(x)-c,则f(xa)-[f(xo) d≤f(x),即f(a)≥c>0. 10.证明若连续函数在有理点的函数值为0,则此函数恒为0 证明;设f(x)为实轴上的连续函数,x0为任意一个无理点 由有理点在数轴上的稠密性,可以取无理数列{xn},使得rn→r0(n→∞) 因f(x)在x连续,则f(x)=limf(xn)=0 由x0点的任意性,得f(x)在所有无理点的函数值都为 又f(x)在有理点的函数值为0,则此函数恒为0. 11.若f(x)在a,连续,恒正,按定义证明r在a,连续 证明:由于(a)在[连续,恒正,则/(2)在(c)连续,J()>0,r(2)在,∈p 设x为(ab)内任一点,则对ve>0,36>0, <6时,有f(x)-f(xo)<E 又∫(x)在[ab连续,则由闭区间连续函数性质2,可设f(x)在,上的最小值为m>0,即f(x)≥m,x∈ ab,于是 ∫(x)-f(xo)ε ∫(x)f(x0) ∫(z)(a)m2xof(a)(a)从而在x连续 由x0在(a,b)内的任意性,得∫(x)在(ab)内连续 又a+0)=()>0,则7a+0=了o,故()在b)连续 又f(b-0)=f(b)>0, f(b-0)=f(b) 故∫(x)在a,b连续 12.若∫(x)和g(x)都在{a,b连续,试证明max(f(x),g(x)以及min(f(x),g(x)都在{a,b连续 证明:由于f(x)和g(x)都在{a,b连续,故f(x)-9(x)和f(x)+g(a)都在{a,b连续 由第4题结论,有f(x)-9(x)在{a,连续 Ap(a)= max(f(r), g(r))= (()+g(r)+If(r)-ga)D) v(x)=min(f(x),9(x)=5(f(x)+9(x)-|f(x)-9(x), 故p(x),v(x)都在a,b连续 若f(x)<-c 若f(x)是连续的,证明对任何c>0,函数g(x)={f(x),若∫(x)≤c是连续的 若f(x)> 证明:由于g(x)=max(-c,min(f(x),c) 又由于∫(x)连续,且对任何c>0,g(x)=c连续,(x)=-c连续, 则由上题结论,得min(f(x),c)连续,从而再由上题结论,得9(a)连续 14.研究下列函数各个不连续点的性质(即为何种不连续点) (1+x)2
36 |A| < 1 + |A| X1 = max{X, a + 1}ßKf(x)3(X1,∞)Sk.ßÖ|f(x)| < |A| + 1, x ∈ (X1,∞) qduf(x)3[a, X1]˛ÎYßf(x)3[a, X1]˛k.ߟ.èM > 0ß=∀x ∈ [a, X1]ßk|f(x)| 6 M G = max{|A| + 1, M}ßK∀x ∈ [a,∞), f(x) 6 Gß =f(x)3[a,∞)k.. 8. eÈ?òε > 0ßf(x)3[a + ε, b − ε]ÎYߨµ (1) f(x)¥ƒ(a, b)3ÎYº (2) f(x)¥ƒ3[a, b]ÎYº )µ (1) ?x0 ∈ (a, b)ßε = min x0 − a 2 , b − x0 2 ßKx0 ∈ [a + ε, b − ε] œÈ?òε > 0ßf(x)3[a + ε, b − ε]ÎYßf(x)3x0:ÎY dx0 ∈ (a, b)?ø5ßf(x)3(a, b)SÎY. (2) ÿò½ÎY" (i) ÿÎY"~µf(x)3[0 + ε, 1 − ε](ε > 0)SÎYßf(x)3[0, 1]˛ÿÎYß3x = 0:‰m. (ii) ÎY"~µf(x)3[1 + ε, 2 − ε](ε > 0)SÎYßÖf(x)3[1, 2]˛ÎY. 9. ef(x)3x0:ÎYßøÖf(x0 ) > 0ßy²3x0δçO(x0 , δ)ßx ∈ O(x0 , δ)ûßf(x) > c > 0ßcè, á~Í. y²µduf(x)3x0:ÎYßÖf(x0 ) > 0ßKf(x0 ) > c > 0 Èâ½ε = f(x0 )−c > 0, ∃δ > 0ß|x−x0 | < δûßk|f(x)−f(x0 )| < ε = f(x0 )−cßKf(x0 )−[f(x0 )− c] 6 f(x)ß=f(x) > c > 0. 10. y²eÎYºÍ3kn:ºÍäè0ßKdºÍðè0. y²µf(x)袶˛ÎYºÍßx0 è?øòáÃn:. dkn:3Ͷ˛»ó5ßå±ÃnÍ{xn}ß¶xn → x0 (n → ∞). œf(x)3x0ÎYßKf(x0 ) = limn→∞ f(xn) = 0ß dx0:?ø5ßf(x)3§kÃn:ºÍä—è0. qf(x)3kn:ºÍäè0ßKdºÍðè0. 11. ef(x)3[a, b]ÎYßðßU½¬y² 1 f(x) 3[a, b]ÎY. y²µduf(x)3[a, b]ÎYßðßKf(x)3(a, b)ÎYßf(x) > 0ß 1 f(x) 3ßx ∈ [a, b] x0è(a, b)S?ò:ßKÈ∀ε > 0, ∃δ > 0ß|x − x0 | < δûßk|f(x) − f(x0 )| < ε. qf(x)3[a, b]ÎYßKd4´mÎYºÍ5ü2ßåf(x)3[a, b]˛Åäèm > 0ß=f(x) > m, x ∈ [a, b]ßu¥ 1 f(x) − 1 f(x0 ) = |f(x) − f(x0 )| f(x)f(x0 ) < ε m2 ß limx→x0 1 f(x) = 1 f(x0 ) ßl 1 f(x) 3x0ÎY. dx03(a, b)S?ø5ßf(x)3(a, b)SÎY. qf(a + 0) = f(a) > 0ßK 1 f(a + 0) = 1 f(a) ßf(x)3[a, b)ÎY¶ qf(b − 0) = f(b) > 0ßK 1 f(b − 0) = 1 f(b) ßf(x)3[a, b]ÎY. 12. ef(x)⁄g(x)—3[a, b]ÎYߣy²max(f(x), g(x))±9min(f(x), g(x))—3[a, b]ÎY. y²µduf(x)⁄g(x)—3[a, b]ÎYßf(x) − g(x)⁄f(x) + g(x)—3[a, b]ÎY. d14K(ÿßk|f(x) − g(x)|3[a, b]ÎY. -ϕ(x) = max(f(x), g(x)) = 1 2 (f(x) + g(x) + |f(x) − g(x)|), ψ(x) = min(f(x), g(x)) = 1 2 (f(x) + g(x) − |f(x) − g(x)|)ß ϕ(x), ψ(x)—3[a, b]ÎY. 13. ef(x)¥ÎYßy²È?¤c > 0ߺÍg(x) = −c, ef(x) < −c f(x), e|f(x)| 6 c c, ef(x) > c ¥ÎY. y²µdug(x) = max(−c, min(f(x), c)) qduf(x)ÎYßÖÈ?¤c > 0ßϕ(x) = cÎYßψ(x) = −cÎYß Kd˛K(ÿßmin(f(x), c)ÎYßl 2d˛K(ÿßg(x)ÎY. 14. ÔƒeºÍàáÿÎY:5ü£=褴ÿÎY:§µ (1) y = x (1 + x) 2
1+ (6)y=[z]+[-] x|(x2-1) x=2(q>0,q,p为互质的整数) x为无理数 (10)y= 当l≤1 当x|>1 (11) 当r|≤ x-1,当r|> (12)y=sinx,当x为有理数 0 x为无理数 (1)因lim x→-1-0(1+x)2 故x=-1为第二类不连续点(无穷间断点) (2)因:1+x=3,但在x=-1点没有定义,故x=-1为可移不连续点 (3)因=_x2-1 (x-1)(x+1) (x-1)(x+1) x3-3x+2-(x-1)(x2+x+1) 1)(x2+x-2)(x-1)2(x+2 又limy=-∞,-20=-00,故x=-2,x=1为第二类不连续点 (4)因lim=1但y在x=0无定义,故x=0为可移不连续点 E太,sinx=∞,故x=k(k∈Z,k≠0)为第二类不连续点 又 (5)因 lim cos2在0,1间振荡,为振荡型极限,故此极限不存在,于是x=0为第二类不连续点 ()因x→k+0时,-x→-k-0,故职。y=:0(+a)=k+(-k-1)=-1 又因x→k-0时,-x→-k+0,故im。y=,m(+[-)=k-1+(-k)=-1(k∈2) 又当x=k时,y=[]+[-x=因]+[-k=0(k∈Z),故整数点均为可移不连续点 7) =+∞,故x=-1为第二类不连续点; x→1+0lnx 因1m0mnz不存在,故x=0为第二类不连续点 1 (8)y= al(x-1)(x+1) 因limy=但y在x=1无定义,故x=1为可移不连续点 0为第一类不连续点(跳跃间断点) 因imn0y=-∞,故x=-1为第二类间断点 9)因此函数是以1为周期的函数,故可在区间0,1讨论,其它区间的情形与此类似 在p.l]上,分母为1的有理数有两个:11:分母为2的有理数有一个:2 分母为3的有理数有两个 分母为4的有理数有两个:1 分母为5的有理数有四个:,三三:分母为6的有理数有两个:15
37 (2) y = 1 + x 1 + x3 (3) y = x 2 − 1 x3 − 3x + 2 (4) y = x sin x (5) y = cos2 1 x (6) y = [x] + [−x] (7) y = 1 ln x (8) y = x 2 − x |x|(x2 − 1) (9) y = 1 q , x = p q (q > 0, q, pèpüÍ) 0, xèÃnÍ (10) y = x, |x| 6 1 1, |x| > 1 (11) y = ( cos πx 2 , |x| 6 1 |x − 1|, |x| > 1 (12) y = sin πx, xèknÍ 0, xèÃnÍ )µ (1) œ lim x→−1−0 x (1 + x) 2 = −∞ßx = −1è1aÿÎY:£Ã°m‰:§. (2) œ lim x→−1 1 + x 1 + x3 = 1 3 ßy3x = −1:vk½¬ßx = −1èå£ÿÎY:. (3) œy = x 2 − 1 x3 − 3x + 2 = (x − 1)(x + 1) (x − 1)(x2 + x + 1) − 3(x − 1) = (x − 1)(x + 1) (x − 1)(x2 + x − 2) = (x − 1)(x + 1) (x − 1)2(x + 2)ß q lim x→1−0 y = −∞, lim x→−2−0 y = −∞ßx = −2, x = 1è1aÿÎY:. (4) œlimx→0 x sin x = 1y3x = 0ý¬ßx = 0èå£ÿÎY:¶ q limx→kπ k∈Z,k6=0 x sin x = ∞ßx = kπ(k ∈ Z, k 6= 0)è1aÿÎY:. (5) œlimx→0 cos2 1 x 3[0, 1]mßè.4Åßd4Åÿ3ßu¥x = 0è1aÿÎY:. (6) œx → k + 0ûß−x → −k − 0ß lim x→k+0 y = lim x→k+0 ([x] + [−x]) = k + (−k − 1) = −1¶ qœx → k − 0ûß−x → −k + 0ß lim x→k−0 y = lim x→k−0 ([x] + [−x]) = k − 1 + (−k) = −1(k ∈ Z) qx = kûßy = [x] + [−x] = [k] + [−k] = 0(k ∈ Z)ßÍ:˛èå£ÿÎY:. (7) œ lim x→1+0 1 ln x = +∞ßx = −1è1aÿÎY:¶ œ lim x→−0 1 ln x ÿ3ßx = 0è1aÿÎY:. (8) y = x(x − 1) |x|(x − 1)(x + 1) œlimx→1 y = 1 2 y3x = 1ý¬ßx = 1èå£ÿÎY:¶ œ lim x→+0 y = 1, lim x→−0 y = −1ßx = 0è1òaÿÎY:£am‰:§¶ œ lim x→−1+0 y = −∞ßx = −1è1am‰:. (9) œdºÍ¥±1豜ºÍßå3´m[0, 1]?ÿߟߴmú/Üdaq. 3[0, 1]˛ß©1è1knÍk¸áµ 0 1 , 1 1 ¶©1è2knÍkòáµ 1 2 ¶ ©1è3knÍk¸áµ 1 3 , 2 3 ¶©1è4knÍk¸áµ 1 4 , 3 4 ¶ ©1è5knÍkoáµ 1 5 , 2 5 , 3 5 , 4 5 ¶©1è6knÍk¸áµ 1 6 , 5 6 ¶· · ·