函数极限的性质

发布 2022-09-22 21:05:28 阅读 2017

§2 函数极限的性质。

. 教学目的与要求。

1.理解掌握函数极限的唯一性、局部有界性、局部保号性、保不等式性,迫敛性定理并会利用这些定理证明相关命题。

2.掌握函数极限四则运算法则、迫敛性定理,会利用其求函数极限。

. 教学重点与难点:

重点: 函数极限的性质。

难点: 函数极限的性质的证明及其应用。

. 讲授内容。

在§1中我们引入了下述六种类型的函数极限:

它们具有与数列极限相类似的一些性质,下面以第4)种类型的极限为代表来叙述并证明这些性质.至于其他类型极限的性质及其证明,只要相应地作些修改即可。

定理3.2(唯一性) 若极限存在,则此极限是唯一的.

证设都是当时的极限,则对任给的,分别存在正数。

与,使得当时有。

当时有。取,则当时,(1)式与(2)式同时成立,故有。

由的任意性得,这就证明了极限是唯一的。

定理3。3(局部有限性)若存在,则在的某空心邻域内有界.

证设.取,则存在使得对一切有。

这就证明了在内有界.

定理3.4(局部保号性) 若(或),则对任何正数(或,存在,使得对一切有。

或)证设,对任何,取,则存在,使得对一切。

这就证得结论.对于的情形可类似地证明.

注在以后应用局部保号性时,常取.

定理3.5(保不等式性) 设与都都存在,且在某邻域内有则。

证设 =,则对任给的,分别存在正数与使得当时有。

当时有。令,则当时,不等式与(4)、(5)两式同时成立,于是有。

从而.由的任意性推出,即(3)式成立.

定理3.6(迫敛性) 设==a且在某内有。

则.证按假设,对任给的,分别存在正数与,使得当时有,7当时有。

令,则当时,不等式(6)、(7)、(8)同时成立,故有。

由此得,所以。

定理3.7(四则运算法则)若极限与都存在,则函数。

当时极限也存在,且。

又若,则当时极限存在,且有。

这个定理的证明类似于数列极限中的相应定理,留给学生作为练习.

利用函数极限的迫敛性与四则运算法则,我们可从一些简单的函数极限出发,计算较复杂的函数极限.

例 1求。解当时有。

而故由迫敛性得: =

另一方面,当有,故又由迫敛性又可得:

综上,我们求得。

例 2求。解由及§1例4所得的,并按四则运算法则有。

例 3求.解当时有。

故所求的极限等于。

例4 证明。

证任给(不妨设),为使。

即,利用对数函数(当时)的严格增性,只要。

于是,令。则当时,就有(9)式成立,从而证得结论.

课外作业.

2函数极限的性质

在 1中我们引入了下述六种类型的函数极限 它们具有与数列极限相类似的一些性质,下面以第4 种类型的极限为代表来叙述并证明这些性质。至于其他类型极限的性质及其证明,只要相应的作些修改即可。定理3.2 唯一性 若极限存在,则此极限是唯一的。证设 都是当时的极限,则对任给的,分别存在正数与,使得当。时有。...

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