那么
limg(x)?A
x?a定理3:关于函数的极限,有以下的运算法则:
lim(f(x)?g(x))?limf(x)?limg(x)
x?ax?ax?alim(f(x)g(x))?limf(x)?limg(x)
x?ax?ax?ag(x)g(x)limx?a lim?x?af(x)limf(x)x?a定理4(复合函数求极限):设函数g在b点的某个去心邻域U(b)上有定义,limg(y)?c。
y?b????又设函数f在a点的某个去心邻域U(a)上有定义,f把U(a)中的点映射到U(b)之中(用??记号表示就是:f(U(a))?U(b))并且limf(x)?b,则有
x?alimg(f(x))?c
x?a多项式函数与有理数分式函数求极限的法则如下: (1)设P(x)是任意多项式,a?R,则
limP(x)?P(a)
x?a(2)设P(x)是任意多项式,Q(x)是非零多项式a?R,Q(a)不都是0,则
limP(x)?a0xm?a1xm?1???am,Q(x)?b0x?b1xnn?1P(x)P(a) ?x?aQ(x)Q(a),则
(3)设
???bn,a0?0,b0?0???,?P(x)?a0lim??,x??Q(x)?b0??0,因为
如果m?n如果m?n 如果m?n?????,??a0???,??b0??0,?如果m?n如果m?n 如果m?nama1?a????m?m?n0xP(x)xlim?lim?xx??Q(x)x??bb?b0?1???nxxn?
1.5单侧极限
定义(序列方式):设a?R,A?R,并设函数f(x)在(a??,a)有定义。如果对任意满足条件xn?a的序列{xn}?(a??,a),相应的函数值序列{f(xn)}都以A为极限,那么我们就说:x?a时函数f(x)的极限为A,记为
x?a??limf(x)?A
定义(???方式):设a,A?R,并设函数f(x)在(a??,a)有定义。如果对任意??0,存在??0,使得只要
a???x?a
就有
|f(x)?A|??
那么我们就说:x?a时函数f(x)的极限为A,记为
x?a??limf(x)?A
定义(???方式,特殊的A?R,A???):设a?R,并设函数f(x)在(a??,a)有定义。如果对任意E?0,存在??0,使得只要
a???x?a
就有
f(x)?E
那么我们就说:x?a时函数f(x)的极限为??,记为
x?a??limf(x)???
可用类似的方式来定义x?a的极限。
??定理1:设a?R,并设函数f(x)在a点的去心邻域U(a,?)上有定义。则极限limf(x)存
x?a在的充分必要条件是两个单侧极限存在并且相等:
x?a?limf(x)?lim?f(x)?A
x?a当这条件满足时,我们有
limf(x)?A
x?a单调函数定义:设函数f在集合S?R上有定义。
(1)如果对任意x1,x2?S,x1?x2,都有
f(x1)?f(x2)
那么我们就说函数f在集合S上是递增的或者单调上升的。 (2)如果对任意x1,x2?S,x1?x2,都有
f(x1)?f(x2)
那么我们就说函数f在集合S上是递减的或者单调下降的。 (3)单调上升函数与单调下降函数统称为单调函数。
1.6 连续与间断
定义I:设函数f(x)在x0点的邻域U(x0,?)上有定义。如果对任何满足条件xn?x0的序列{xn}?U(x0,?),都有
xn?x0limf(xn)?f(x0)
那么我们就说函数f在x0点连续,或者说x0点事函数f的连续点。
定义II:设函数f(x)在x0点的邻域U(x0,?)上有定义。如果对任意??0,存在??0,使得只要|x?x0|??,就有
|f(x)?f(x0)|??
那么我们就说函数f在x0点连续,或者说x0点事函数f的连续点。
定理1:设函数f在x0点连续,则存在??0,使得函数f在U(x0,?)上有界。(证明过程参考函数极限)
定理2:设函数f(x)和g(x)在x0点连续,则 (1)f(x)?g(x)在x0点连续; (2)f(x)?g(x)在x0点连续; (3)
f(x)在使得g(x0)?0的x0处连续; g(x)(4)cg(x)在x0点连续。
定理3:设函数f(x)在x0点连续,则函数|f(x)|也在x0点连续. 证明:||f(x)|?|f(x0)||?|f(x)?f(x0)|,余下易证。
定理4:设函数f(x)和g(x)在x0点连续。如果f(x0)?g(x0),那么存在??0,使得对于x?U(x0,?)有
f(x)?g(x)
定理5(复合函数的连续性):设函数f(x)在x0点连续,函数g(y)在y0?f(x0)点连续,那么复合函数g(f(x))在x0点连续.
定义单侧连续:设函数f(x)在(x0??,x0]上有定义,如果
?x?x0limf(x)?f(x0)
那么我们就说函数f(x)在x0点左侧连续。类似的可以定义右侧连续。引入记号
??f(x0)?limf(x),f(x0)?limf(x) ??x?x0x?x0我们知道极限存在的充分必要条件是两个单侧极限存在并且相等(这个相等值为极限值A,不一定是该点的函数值f(x0)),可以写成
??f(x0)?f(x0)?A
但是如果在x0点左连续和右连续,则说明在x0点两个单侧极限存在并且相等,且这个相等的值一定是该点的函数值f(x0)),可以写成
??f(x0)?f(x0)?f(x0)
f(x)在x0点左连续和右连续是f(x)在x0点连续的充分必要条件。
简单的说就是:
f(x)在x0点连续?f(x)在x0点左连续,右连续f(x)在x0点连续?f(x)在x0点两个单侧极限存在,且值为f(x0)
定理6:设函数f(x)在U(x0,?)上有定义,则f(x)在x0点连续的充分必要条件是
??f(x0)?f(x0)?f(x0)
反过来说,如果f(x)在U(x0,?)上有定义,但f(x)在x0点不连续,则称x0为间断点。有情形I和情形II,这两种情形下x0点分别成为第一类间断点和第二类间断点。 情形I(第一类间断点):两个单侧极限都存在,但
??f(x0)?f(x0)