一般地我们把研究对象统称为元素,把一些元素组成的总体叫集合(简称集)。集合具有确定性(给定集合的元素必须是确定的)和互异性(给定集合中的元素是互不相同的)。比如“身材较高的人”不能构成集合,因为它的元素不是确定的。
我们通常用大字拉丁字母A 、B 、C 、……表示集合,用小写拉丁字母a 、b 、c ……表示集合中的元素。如果a 是集合A 中的元素,就说a 属于A ,记作:a ∈A ,否则就说a 不属于A ,记作:a A 。
⑴、全体非负整数组成的集合叫做非负整数集(或自然数集)。记作N ⑵、所有正整数组成的集合叫做正整数集。记作N +或N +。 ⑶、全体整数组成的集合叫做整数集。记作Z 。 ⑷、全体有理数组成的集合叫做有理数集。记作Q 。 ⑸、全体实数组成的集合叫做实数集。记作R 。 集合的表示方法
⑴、列举法:把集合的元素一一列举出来,并用“{}”括起来表示集合 ⑵、描述法:用集合所有元素的共同特征来表示集合。 集合间的基本关系
⑴、子集:一般地,对于两个集合A 、B ,如果集合A 中的任意一个元素都是集合B 的元素,我们就说A 、B 有包含关系,称集合A 为集合B 的子集,记作A B (或B A )。。
⑵相等:如何集合A 是集合B 的子集,且集合B 是集合A 的子集,此时集合A 中的元素与集合B 中的元素完全一样,因此集合A 与集合B 相等,记作A =B 。
⑶、真子集:如何集合A 是集合B 的子集,但存在一个元素属于B 但不属于A ,我们称集合A 是集合B 的真子集。
⑷、空集:我们把不含任何元素的集合叫做空集。记作 ,并规定,空集是任何集合的子集。 ⑸、由上述集合之间的基本关系,可以得到下面的结论: ①、任何一个集合是它本身的子集。即A A
②、对于集合A 、B 、C ,如果A 是B 的子集,B 是C 的子集,则A 是C 的子集。 ③、我们可以把相等的集合叫做“等集”,这样的话子集包括“真子集”和“等集”。 集合的基本运算
⑴、并集:一般地,由所有属于集合A 或属于集合B 的元素组成的集合称为A 与B 的并集。记作A ∪B 。(在求并集时,它们的公共元素在并集中只能出现一次。)
⑵、交集:一般地,由所有属于集合A 且属于集合B 的元素组成的集合称为A 与B 的交集。记作A ∩B 。
①全集:一般地,如果一个集合含有我们所研究问题中所涉及的所有元素,那么就称这个集合为全集。通常记作U 。
②补集:对于一个集合A ,由全集U 中不属于集合A 的所有元素组成的集合称为集合A 相对于全集U 的补集。简称为集合A 的补集,记作C U A 。
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1、。第一讲复合函数的定义域一、复合函数的构成设 ug( x) 是 A 到 B 的函数,yf (u) 是 B 到 C 上的函数,且 BB ,当 u 取遍 B 中的元素时,y 取遍 C ,那么y f ( g( x) 就是 A 到 C 上的函数。此函数称为由外函数y f ( x) 和内函数 u g( x) 复合而成的复合函数。说明:复合函数的定义域,就是复合函数 y f (g( x) 中 x
定义域要点 1:解决复合函数问题,一般先将复合函数分解,即它是哪个内函数和哪个外函数复合而成的解答:精选资料,欢迎下载。 函数 f (1 2x) 是由 A 到 B 上的函数 u1 2x 与 B 到 C上的函数 y f
求得 g(x) 的范围,则 g(x) 的范围即是 f (x) 的定义域 , 即使函数f (x) 的解析式形式所要求定义域真包含g( x) 的值域,也应以g(x) 的值域做为所求f (x) 的定义域,因为要确保所求
7、外含数f (x) 与已知条件下所要求的外含数是同一函数, 否则所求外含数f (x) 将失去解决问题的有效性。换元法其实质就是求复合函数f ( g(x) 的外函数 f (x) ,如果外函数f ( x) 的定义域不等于内函数g(x) 的值域,那么 f (x) 就确定不了 f ( g( x) 的最值或值域。例 4:已知函数 f (x)x1x , ( x1)求 f ( x)
求极限(衍生出:无穷小比较+讨论连续性和间断点类型)
【注】函数概念有两个基本要素:定义域、对应规则(或称依赖关系)。
当两个函数的定义域与对应规则一样时,它们就是同一函数
(因为值域是随着前两项来的)
y=2x和s=2t,如果定义域一样,就是同个函数,因为规则也一样。
定义2(内层的值域,是外层的定义域)
考点1:定义域是自变量x的范围
例子:f(x+1)定义域(0,1),是在说x的范围,而不是x+1的范围,跟f(x)这个函数无关
考点2:内层的值域,如果和外层的定义域不重合,那就不能构成复合函数
把y=f(x)变为 ,原函数的定义域变值域,值域变定义域。
唯一确定的值,可以排除很多函数,y=x平方,就没有反函数
严格单调的函数,才有反函数
关于y=x对称的是(原函数)和(x和y对调过的反函数)
如果反函数的x,y不对调,那么图形是和原函数重合的。
将幂函数、指数、对数、三角、反三角统称为基本初等函数
了解它们的定义域、性质、图形:
定义5:初等函数是什么?
1.将由常数和基本初等函数经过有限次的加、减、乘、除和复合所得到的
2.能用一个解析式表示的函数。
考点:单调性重要应用(很多地方都用到)
构造f(x)=0时,只能用严格单调,可以推出最多一个根
用单调不减,有“等于号=”,最差情况可以平行于x轴,与x轴无交集,推不出最多一个根
(1)证明f(x)>0(严格不等式),只能用严格单调增
用单调不减,只能证明f(x)大于等于0(还是可以等于0,所以无法证明)
(2)证明f(x)≥0(非严格不等式),严格单调增、单调不减,两个都能用。
用单调不减,可以证明f(x)大于等于0,在等于0的情况下,也能成功证明。
(1)定义:函数左边>右边,为单调增
(2)导数:设f(x)在区间 I 上可导
反例: 的导数 在0点导数为0
b)注意:是双向的箭头!
(1)P5,eg3,单点导数,推不出函数的邻域内的(单调增加/减少)
只能得出(该点)的函数左边和右边的大小关系。
带有(区间)的单调增/减,才能推出单调增加/减少。
偶函数:f(x)=f(-x)
【注】(1)常用奇偶函数
奇函数,关于原点对称,如果在0点有定义,f(0)=0
偶函数,关于y轴对称。
(1)用奇偶函数的定义公式
a)奇函数定义,f(x)=-f(-x)两端对x求导,得到结论。
b)偶函数定义,f(x)=f(-x)两端对x求导,得到结论。
(3)对(2)中的结论反推条件的结论
连续的奇函数其原函数都是偶函数;
连续的偶函数其原函数之一是奇函数。
连续函数都有原函数:因为 【这个有点不理解】
原函数是不定积分,要加c,上面的图里,是变上限积分,不是不定积分,所以不用+c
奇函数+c不等于奇函数,因为在0点必须=0(在0点有定义的话)
(4)奇偶函数的运算性质
最小正周期,为函数f(x)的周期
【注】f(x)和f(ax+b)的周期关系
(2)可导的周期函数,其导函数为周期函数
(3)周期函数的原函数,不一定是周期函数。
【注】(2)周期函数的原函数是周期函数,充要条件,其在一个周期上的积分为零
【注】(3)中的区间(a,b),可以改为无穷区间,(a,+∞),(-∞,b),(-∞,+∞)依然成立
也就是证明f(+∞),f(-∞)存在,来推有界
考点1:考(3),给个函数,给个开区间,然后问你怎么推出有界,一般就左右端点求极限。
考点2:把(4)中的有限去了,问你对不对
定义(n趋向于正无穷)
解读:当n越趋近于无穷,数列an就越趋近于A
【注】(2)数列{xn}的极限是否存在,如果存在极限值等于多少,与数列的前有限项无关
考点1:也就是说,有题目问,已知数列极限,数列某项和其他的对比,一般都是错的,因为极限值管不到前面的项。
在函数极限中x→∞是指|x|→+∞,
在数列极限中,n→∞是指n→+∞
极限存在=左右极限存在,且相等
【注】极限和该点函数值取值多少无关(后面的间断点有说明)
【注】需要分左、右极限求极限的问题
(1)极限值的正负,保,函数值的正负(严格大于)
(2)函数值的正负,保,极限值的正负(大于等于)
什么时候用?给抽象函数
单调有界数列必有极限。
单调增、有上界的必有极限(它的下界就是第一项)
单调减、有下界的必有极限(它的上界就是第一项)
(1)有限个无穷小,相加=无穷小
(2)有限个无穷小,相乘=无穷小
(3)无穷小量*有界量=无穷小
2.常用无穷大的比较(不等式)
3.无穷大与无界变量的关系:(概念的对比)
数列无穷大,是xn后面的值都大于M
数列无界变量,是xn后面的值,至少有一项,大于M(一个就够了,其他无所谓)
无穷大,一定是无界变量,反之不是。
4.无穷大量与无穷小量的关系
如果去掉了f(x)不等于0的条件,则由于被除数不能=0,所以1/无穷小,不等于无穷大
(1)存在±不存在=不存在
(2)不存在±不存在=不一定存在(有可能相互抵消变常数)
2.等价无穷小代换的原则
2)加减关系在一定条件下可以换;
总结:就是换了之后不等于0
化为0/0,无穷/无穷才能用洛必达
必须满足(3)的这个条件,右端必须存在(是个数字)或者无穷大,才可以洛必达
求导后右端振荡的不存在,才不能用洛必达
定理(带Peano余项的泰勒公式)
设f(x)在x=x0处n阶可导,则
先提出1/n,再确定被积函数和积分区间
1.“0/0”型极限的方法
1)有极限非零的因子极限先求出来
2)有理化(有根式的时候)
2.“∞/∞”型极限的方法
1)洛必达法则;2)分子、分母同除以分子和分母各项中最高阶的无穷大
PS:无穷/无穷,用洛必达法则的时候,验证下面是无穷就行,上面不用验证是否无穷
3.“∞-∞”型极限的方法
1)通分化为0/0(分式-分式)
2)根式有理化(根式-根式)
3)变量代换或泰勒公式
这两种极限求极限的函数一定是幂指函数,
变化范围小,主体不怎么变,用夹逼
变化范围大,主体影响很大,用定积分定义
例1:变化范围1~n,等式的主体部分n^2,用夹逼(主体不变)
例2:变化范围1~n^2,等式的主体部分n^2,用定积分定义(主体变了)
【eg6】多次用到这个结论
常用方法(基于单调与否)
先证数列{xn}收敛(常用单调有界准则),然后等式两端取极限得A=f(A),得极限A
主要就是找上/下界,和,单调性。
怎么证明?一般做lim x-A的绝对值,作出递推不等式(重点)
最后,左边大于0(绝对值),右边趋近于0(不等式放大或缩小),用夹逼定理得证
取极限得到A后,为什么还要证明呢?
因为该数列不一定有极限,如果没有极限,则第一步取极限的前提就不成立了。
单调性判定常用有三种方法:(跟级数判定有点像)
若xn+1-xn≥0(≤0),则{xn}单调增(单调减);
2)设{xn}不变号,后项/前项
(1)若xn>0,则当后项/前项≥1(≤1)时,{xn}单调增(单调减);
(2)若xn<0,则当后项/前项≥1(≤1)时,{xn}单调减(单调增);
(1)若f(x)在I上单调增,则
解读:单调增,可以给出正反馈,就看第一第二项了。
(2)若f(x)在I上单调减,则{xn}不单调(直接用方法2)
【eg2】最后的一个单调性判定的方法:
把递推函数变函数,然后求导,看导数大于/小于0
【eg3】有首项和递推式,首先判断f(x)单调性,能就直接用方法1解答
总结:三种数列极限,N项和,N项连乘,递推关系。
【eg1】快速看出积分x的阶数
原阶数=求导后阶数+1(结果是一样的,记图里的那个还容易错)
常用于间断点的连续性判断
1)第一类间断点:左,右极限均存在
可去间断点:左极限=右极限
跳跃间断点:左极限≠右极限
2)第二类间断点:左,右极限至少有一个不存在(不止无穷和振荡间断点)
1)连续函数的和、差、积、商(分母不为零)及复合仍连续;
2)基本初等函数在其定义域内连续;初等函数在其定义区间内连续;
3)闭区间上连续函数的性质
连续函数和微/积分中值定理一起出综合题
(1)有界性:若f(x)在【a,b】上连续,则f(x)在【a,b】上有界
(2)最值性:若f(x)在【a,b】上连续,则f(x)在【a,b】上必有最大、最小值
(3)介值性:若f(x)在【a,b】上连续,且f(a)≠f(b),
则对f(a)与f(b)之间任一数C,至少存在一个ξ∈(a,b),使得f(ξ)=C
推论:若f(x)在【a,b】上连续,
则f(x)在【a,b】可取到,介于最小值m与最大值M之间的任何值
(4)零点定理:若f(x)在【a,b】连续,且f(a)*f(b)<0,则必存在ξ∈(a,b),使f(ξ)=0
A.是否单调:随便取几个值,证明不单调就可以
B.是否周期函数:只要有一个部分不是周期函数,整体就不是周期函数
7.D.没有说明连续性的函数,当它不连续,取固定点的值时,该点极限和该点的值没有关系
18.对于两个变量求极限,有不确定的项,要做好准确的分类。
25.注意,加起来不等于0就可以用等价无穷小
29.对复合函数重复使用无穷小会放大/缩小,
对于内层的函数,尽量写泰勒公式(准确度高),别偷懒,否则容易错。
用泰勒后,不必要的在最后,可以消去。
34.实在算不下去的时候,用泰勒呀!
45.凑递推式,要凑成能够递推的形式
1.求函数极限首先要对其进行化简,然后判别类型,选择方法;
常用的化简技巧有:初等变形(约分、通分、有理化、换元、抓大头等)
加减中把极限存在(不管是否为0)的部分,拆项先算出来
乘除中把极限存在(必须不为0)的部分,分离先算出来、等价代换等等;
主要是在待定参数取值范围内用洛必达法则(或其他方法)
题目3:变限积分里有x不能直接求导,必须把x换出去
题目4:换积分次序+换元+积分对象外提
题目5:学到了个新极限,看似很复杂
题目7:确定b用积分保号性,确定a用洛必达,确定c用极限的唯一性
题目8:(1)夹逼定理(2)下图
题目9:(1)零点定理(2)单调有界准则(单调性+有界性)+夹逼定理
题目2:sincos公式+泰勒展开到x^5+合并同类项
求给出通项的数列的极限,要立即想到数列的单调有界定理