高等数学 - 复旦大学出版社 - 课后习题答案(4)

2019-08-31 19:46

因为x?2?limf(x)不存在,所以x?2limf(x)不存在.

32. 解:(1)由初等函数的连续性知,f(x)在(0,1),(1,2)内连续, 又

2?limf(x)?lim(2?x)?1, limf(x)?limx?1????x?1x?1x?1x?1

?limf(x)?1,x?1 而f(1)?1,?f(x)在x?1处连续,

x?0又,由x?02limf(x)?limx?0?f(0)??,知f(x)在x?0处右连续,

综上所述,函数f(x)在[0,2)内连续. 函数图形如下:

图1-2

(2) 由初等函数的连续性知f(x)在(??,?1),(?1,1),(1,??)内连续,又由

x??1?limf(x)?lim?1?1, lim?f(x)?lim?x??1,x??1x??1x??1

x??1?limf(x)又由x?1?不存在,于是f(x)在x??1处不连续.

x?1x?1x?1limf(x)?limx?1, limf(x)?lim1?1,???

limf(x)?f(1)及f(1)?1知x?1,从而f(x)在x=1处连续,

综上所述,函数f(x)在(??,?1)及(?1,??)内连续,在x??1处间断.函数图形如下:

图1-3

nx?n?xn2x?1f(x)?limx?lim2x??1,n??n?n?xn??n?1 (3)∵当x<0时,

n0?n0f(x)?lim0?0,n??n?n0当x=0时,

12xn?nn?1nf(x)?limx?lim2x?lim?1n??n?n?xn??n?1n??1?1n2x当x>0时,

??1,x?0,x?xn?n??f(x)?limx??0,x?0,n??n?n?x?1,x?0. ?由初等函数的连续性知f(x)在(??,0),(0,??)内连续,

x?x2x1?

又由 知x?0x?0?limf(x)?lim1?1, limf(x)?lim?(?1)??1??x?0x?0x?0

limf(x)不存在,从而f(x)在x?0处间断.综上所述,函数f(x)在(??,0),(0,??)内

连续,在x?0处间断.图形如下:

图1-4

1?x2nf(x)?limx?0,n??1?x2n(4)当|x|=1时, 1?x2nf(x)?limx?x,n??1?x2n当|x|<1时,

1?x2nf(x)?limn??1?x2n当|x|>1时,

?1??1?2?x?lim?x?n?x??xn???1??1?2??x?

n?x,x?1,?f(x)??0,x?1,??x,x?1. ?即

由初等函数的连续性知f(x)在(-∞,-1),(-1,1),(1,+∞)内均连续,又由

x??1?limf(x)?lim?(?x)?1, lim?f(x)?lim?x??1x??1x??1x??1

知x??1limf(x)不存在,从而f(x)在x??1处不连续.

x?1?又由 知

limf(x)?lim(?x)??1, limf(x)?limx?1???x?1x?1x?1

limf(x)x?1不存在,从而f(x)在x?1处不连续.

综上所述,f(x)在(-∞,-1),(-1,1),(1,+∞)内连续,在x??1处间断.

图形如下:

图1-5

x2?1(x?1)(x?1)(1)?lim2?lim??2x?1x?3x?2x?1(x?1)(x?2)33. 解:

x2?1lim2??x?2x?3x?2

?x?1是函数的可去间断点.因为函数在x=1处无定义,若补充定义f(1)??2,则函

数在x=1处连续;x=2是无穷间断点.

(2)?limxx?1, lim?0πx?0tanxx?kπ?tanx2

x??x?kπtanx当k?0时,. ππ?x?0,x?kπ?,k?0,?1,?2,?f(kπ?)?022为可去间断点,分别补充定义f(0)=1,,

πx??kπ2可使函数在x=0,及处连续.(k?0,?1,?2,?);

x?kπ,k?0,k??1,?2,?为无穷间断点

lim(3)∵当x?0时,

∴x=0是函数的振荡间断点.(第二类间断点). (4)

cos1x2呈振荡无极限,

?limy?lim(3?x)?2.??x?1x?1x?1?

∴x=1是函数的跳跃间断点.(第一类间断点.)

x?1limy?lim(x?1)?0?3(1?x)2?31?x?131?x?1(1)?limf(x)?lim3?lim?x?0x?01?x?1x?02 1?x?134. 解:

3f(0)?,2可使函数在x=0处连续. ∴补充定义

tan2x2x(2)?limf(x)?lim?lim?2.x?0x?0x?0xx

∴补充定义f(0)?2,可使函数在x=0处连续. (3)?limsinxsin1?0x?0x

∴补充定义f(0)?0,可使函数在x=0处连续.

1x(4)?limf(x)?lim(1?x)?ex?0x?0

∴补充定义f(0)?e,可使函数在x=0处连续.

35. 解:(1)?f(x)在(??,0),(0,??)上显然连续,而x?0?x?0limf(x)?lim(a?x)?a,?x?0

lim?f(x)?lim?ex?1,x?0 且f(0)?a,

∴当f?(0)?f?(0)?f(0),即a?1时,f(x)在x?0处连续,所以,当a?1时,f(x)在

(??,??)上连续.

ππ(??,),(,??)22(2)?f(x)在内显然连续.而

lim?f(x)?lim?(sinx?b)?1?b,x?π2x?π2lim?f(x)?lim?(ax?1)?x?π2x?π2πa?1,2πf()?1?b,2

πππ1?b?a?1b?ax?22时,f(x)在2处连续,因而f(x)在(??,??)上连续. ∴当,即

x36. 证:令f(x)?x?2?1,则f(x)在[0,1]上连续,且f(0)??1?0,f(1)?1?0,由零点

定理,???(0,1)使f(?)?0即??2?1?0 即方程x?2?1有一个小于1的正根.

37.证:令f(x)?x?asinx?b,则f(x)在[0,a?b]上连续,

且 f(0)??b?0,f(a?b)?a(1?sinx)?0, 若f(a?b)?0,则a?b就是方程x?asinx?b的根. 若f(a?b)?0,则由零点定理得.

x????(0,a?b),使f(?)?0即??asin??b?0即??asin??b,即?是方程x?asinx?b的根,综上所述,方程x?asinx?b至少有一个不超过a?b的正根.

38. 证:令F(x)?f(x)?f(x?a),由f(x)在[0,2a]上连续知,F(x)在[0,a]上连续,且

F(0)?f(0)?f(a),F(a)?f(a)?f(2a)?f(a)?f(0)

若f(0)?f(a)?f(2a),则x?0,x?a都是方程f(x)?f(x?a)的根,

若f(0)?f(a),则F(0)F(a)?0,由零点定理知,至少???(0,a),使F(?)?0,

即f(?)?f(??a),即?是方程f(x)?f(x?a)的根,

综上所述,方程f(x)?f(x?a)在[0,a]内至少有一根.

39.证:令F(x)?f(x)?x,则F(x)在[0,1]上连续,且F(0)?f(0)?0,F(1)?f(1)?1?0, 若f(0)?0,则??0,若f(1)?1,则??1,若f(0)?0,f(1)?1,则F(0)?F(1)?0,由零点定理,至少存在一点??(0,1),使F(?)?0即f(?)??.

综上所述,至少存在一点??[0,1],使f(?)??.

f(x1)?f(x2)???f(xn)n. .

40证:已知f(x)在[x1,xn]上连续,则f(x)在[x1,xn]上有最大值M和最小值m,于是 f(?)?f(x1)?f(x2)???f(xn)?Mn,

由介值定理知,必有??[x1,xn],使

m?f(?)?

f(x1)?f(x2)???f(xn)n.


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