⭐⭐⭐ 重点复习

第 1 章:函数、极限与连续

核心:极限描述靠近时的趋势;连续要求函数值恰等于该趋势。重点是 \(0/0\) 型极限、分段点与零点定理。

高等数学·概念 / 计算 / 证明与综合应用

1. 本章复习目标

学习目标

掌握定义、公式与定理的适用条件;能从题目结构选择方法,并通过原讲义例题与练习检验掌握程度。

2. 知识框架

概念与性质

由基本定义出发,梳理性质、公式和定理条件。

方法与应用

结合解题模板、例题和练习完成从理解到计算的迁移。

3. 核心知识点

原讲义内容

极限与单侧极限 ⭐⭐⭐

双侧极限存在,当且仅当左右极限存在且相等。极限看的是邻近行为,不要求函数在该点有定义。

等价无穷小 ⭐⭐⭐

用于 \(x\to0\) 的乘除结构;不能在加减中直接替换。

连续性 ⭐⭐⭐

函数值存在、极限存在、两者相等,三项缺一不可。

夹逼与零点定理 ⭐⭐

前者处理有界振荡量乘趋零量;后者证明方程至少有一根。

知识点速览

函数与定义域

表达式有意义条件
\(\sqrt{A(x)}\)\(A(x)\ge0\)
\(\ln A(x)\)\(A(x)>0\)
\(\frac1{A(x)}\)\(A(x)\ne0\)
判断奇偶性时,除验证 \(f(-x)=\pm f(x)\) 外,还必须先确认定义域关于原点对称。

重要极限与等价量

\(\sin x\sim x,\ \tan x\sim x,\ \ln(1+x)\sim x,\ e^x-1\sim x,\ 1-\cos x\sim x^2/2\quad(x\to0)\)

三角函数重要极限使用弧度制。如 \(\frac{1-\cos x}{x\sin x}\) 是乘除结构,可整体替换;但 \(\sin x-x\) 为相减结构,不可这样做。

连续与间断

\(f\) 在 \(x_0\) 连续 \(\Longleftrightarrow f(x_0)\) 有定义,\(\lim_{x\to x_0}f(x)\) 存在,且 \(\lim_{x\to x_0}f(x)=f(x_0)\)。
间断类型识别特征
可去左右极限相等且有限,函数值缺失或不等
跳跃左右极限有限但不相等
无穷至少一侧极限为无穷大
振荡无限振荡,无极限

解题模板

\(0/0\) 型极限:
  1. 先代入确认是未定式,而非结果。
  2. 多项式用因式分解;根式差用有理化;标准小量转为等价量。
  3. 化简后再代入,并写清所用条件。
证明存在根:构造 \(F(x)=0\) → 说明 \(F\) 在闭区间连续 → 验证端点异号 → 用零点定理。端点异号只能证明“至少一个根”。

典型例题

例 1 · 因式分解

求 \(\lim_{x\to2}\frac{x^2-4}{x-2}\)。

代入为 \(0/0\)。在 \(x\ne2\) 时,\(\frac{(x-2)(x+2)}{x-2}=x+2\),故极限为 \(\boxed4\)。极限允许原函数在该点无定义。

例 2 · 分段连续

\(f(x)=x+1(x<0),\ a(x=0),\ x^2+b(x>0)\)。使其在 \(0\) 连续。

左极限为 \(1\),右极限为 \(b\),函数值为 \(a\)。令三者相等,\(\boxed{a=b=1}\)。

例 3 · 零点定理

证明 \(x^3+x-1=0\) 在 \((0,1)\) 内有根。

令 \(F=x^3+x-1\)。多项式在 \([0,1]\) 连续,且 \(F(0)=-1,F(1)=1\),端点异号;故存在 \(\xi\in(0,1)\) 使 \(F(\xi)=0\)。

练习与详细解析

1. 求 \(\lim_{x\to0}\frac{e^{2x}-1}{\sin3x}\)

思路:两部分均为标准无穷小。
步骤:\(e^{2x}-1\sim2x,\ \sin3x\sim3x\),故极限为 \(\frac{2x}{3x}=\boxed{\frac23}\)。
易错:不能漏掉内层系数 \(2,3\)。

2. 判断 \(\frac{|x|}{x}\) 在 \(0\) 处的极限

思路:求左右极限。\(x<0\) 时值为 \(-1\),\(x>0\) 时值为 \(1\)。左右不等,所以极限不存在,为跳跃间断。

3. 证明 \(e^x+x-2=0\) 在 \((0,1)\) 内有根

令 \(F=e^x+x-2\)。它在 \([0,1]\) 连续,\(F(0)=-1<0,\ F(1)=e-1>0\)。由零点定理,结论成立。

4. 求 \(\lim_{x\to0}x\sin\frac1x\)

\(\left|x\sin\frac1x\right|\le|x|\to0\)。由夹逼定理,答案为 \(\boxed0\)。注意:振荡因子本身没极限,不妨碍乘积有极限。

4. 常见题型

方法选择

原讲义中对应的解题模板与判断条件已完整保留在“核心知识点”区。

5. 典型例题

例题使用方式

先独立完成原讲义中的例题,再核对推导和公式条件。

6. 练习题

练习与解析

原有折叠练习、答案与解析均保留在“核心知识点”区。

7. 易错点

8. 公式速查

复习顺序使用要求检查项
定义与定理先确认适用条件对象、范围、已知条件
公式与计算代入前保持符号一致变量、上下标、边界或矩阵维数
结论写清结果的条件或范围数值、符号和逻辑方向

9. 本章总结

必须记忆

定义、公式与定理条件。

必须理解

概念关系与方法选择依据。

必须会做

原讲义中的例题、练习与综合题型。

容易丢分

忽略条件、符号不严谨或跳过关键步骤。