复合函数的极限存在性

2008

g-g5期齐齐哈尔师范高等专科学校学报

JoumalofQiqiharJuniorTeachers’College

No・5,2008General・N。・105

(总第105期)

复合函数的极限存在性

陈志惠

(辽东学院师范学院.辽宁丹东118003)

摘要:通过五个定理,针对在什么条件下,两个函数的极限存在,则复合函教的极限存在且等于外层函数的极限。

关键词:复合函数;极限。

中图分类号:0174文献标识码:A文章编号:1009-3958(2008)05-,0139-02

.基

l—X

如果函数y=厂@)的定义域包含函数“=g(z)

的值域,则在函数gO)的定义域x上就确定了一个函数

/k(砷】=

肼瓦

X=一kn"

@=±1,±2,人)

Y=厂k(x)】,这个函数称为g与f的复合函数.如果两

个函数g与f都存在极限,不妨设

IiIII

g(工):Ⅳ。,

如果取%2瓦1,儿2磊1再,有

}受几(以)1=l,。li.ra。f[g(yt)】=0

lim

m):彳,则复合函数y=厂k(工)】在x。是否也存

甜_‰

在极限?如果复合函数y=厂k(x)】的极限存在.那么是

否还等于A?为此,我们举I出-F面的反例说明,即使两个函数极限都存在,而复合函数的极限也可能不存在,印使存在

也不一定等于外层函数的极限A・

.概Heine定理,复台函致厂k(x)】在x=o不存在

极限,因此不能在z=0收敛子0.

例2设八“,={呈:二三,“=gc曲=。。

xE

例t设/@,={乏:三三,

“:g(工)=工siIl一1,

R,有l岫g(x)=0,lim厂(“)=8・

x--’O

ii,-’u

由复合函数定义.显然有厂k(力】=o,X∈R.

显然li罂厂k(x)J=0≠8

工—.u

有躲烈功=,li.mxsin专=o,

!imf(u)=0由复合函数定义,显然有

H—’U

上面两例说明,并不能由lim

J’知g(石),lim/以)存

Ⅳ.+唧

在性推出lira厂【g(x)】的存在性,于是就产生一个十分J_"gO

收稿日期:2007L1猢

作者简介:陈志惠(1972一)。女,辽宁省丹东市,辽东学院师范学院高等数学教研部讲师。主要研究方向:高数研究。

—-13争一

重要的问题,就是在什么条件F,两个函效的极限存在,则复合函数的极限存在且等予外层函数的极限呢?下面我们就来讨论这个问题。我们的结论包含在下面的四个定理中,

定理也厩豆-

2、如果把oo换为±00,定理依然成立.

定理3。设limg(x)=Uo,limf(u)=A,且膏_+∞

H_ⅣO

在给出这些定理之前,我们约定,所讨论的两个函数厂@)、

U;g(x)是满足两个函数复合成一个函数的条件的前提

下才讨论它们的复合成的函数极限存在性,否则就失去了讨

论的意义.

材≠“。,则娥厂k(x)】=彳.

证明:..‘lim

[/--+U0

f(u)=A。根据极限定义,任给

g>0,存在矽>0,当0<陋一“ol<r/时,有

I厂@)一Al<s.又...1img(x)=Uo,根据极限定义,・

定理1:设limg(x)=Uo,lim厂似)=A,且

工—'∞

“CUo,J¥l,1.im‰fig(x)】=彳・

证明:...1im厂@)=A,由极限定义知,任给

对上述,7>0,存在M>0,当H>M时,有0<lg(x)-uoI<rl或O<k一材。l<r/p甜≠U0).

占>0,存在rl>0,当0<lU一“oI<,7时,有

从而有I厂k(x)】一AI<g.&lim厂k(功】-A.

Jf-'l∞

g(x)一“o,gu≠uo,再If(u)-Al<0.又...1imJ_.k1

附注:1、如果把X--yoo换为X--y+oo,定理也成

立.

根据极限定义,对上述的rl>0,存在盯>0,当

2、如果定理中去掉条件“≠Uo,定理不一定成立・

0<lX--Xol<盯时,有o<lU--ZLol<;7,从而有

定理4:设limg(x)=00.1imf(u)=A,则

If(u)-AI=I厂k(x)】一彳f<占.

故lim厂k(x)】=A

tli律-:如果把X—xo换为X寸xj,x哼巧,

定理也成立.

,li—mfig(x)】:彳.

证明:...1imf(u)=A,根据极限定义,对于

g>0,

存在M>0,

当川>M时,

定理2:设limg(x)=∞,limf(u)=A,则

I/@)一彳I<g.X'.vlimg(x)=00,根据无穷大量定

J-4t,c0

…lim/k洲=彳・

“—’∞

义,对上述的M>0,对于Ⅳ>0,当H>Ⅳ时,有

…—‘.

证明一…liram)=彳,根据极限定义,任给g(x)l>M或I甜I>M,从而有If(u)-AI<g或

1,—且

1,

.一—l

占>0。

存II.M>0,

当H>M时,

Isis(x)卜AI<“i啦,li—mfig(x)】-彳.

附注l如果把X_oo,U--yoo分别换为

x--->±∞,U--->±∞定理同样成立.

I/(甜)一AI<占.又...1img(力=00,再根据无穷大量

X・÷xn

定义,对上述的M>0,存在盯>0,当

0<卜一‰I<仃时,:nlg(x)l>M或M>M,从而

参考文献:

有I厂【g(x)卜AI<钆一lim

f[g(x)】=彳・

【1】华中师范大学.数学通讯【M】.武汉:华中师范大学

印酗r。1988.

【2】华东师范大学数学系.敷学分析咖.上海:高等教

育出J跹社,2001.

附注:1、如果把x寸而换为x一菇,x_Xo,

—-14m—

口编辑,兰虹

复合函数的极限存在性

作者:作者单位:刊名:英文刊名:年,卷(期):被引用次数:

陈志惠

辽东学院师范学院,辽宁,丹东,118003

齐齐哈尔师范高等专科学校学报

JOURNAL OF QIQIHAR JUNIOR TEACHERS' COLLEGE2008,""(5)0次

参考文献(2条)

1. 华中师范大学 数学通讯 19882. 华东师范大学数学系 数学分析 2001

相似文献(10条)

1.期刊论文 吴果林. 黄国安 极限与求导运算的复合函数教学法 -考试周刊2007,""(14)

本文探讨了极限与求导运算的复合函数教学方法,指出对于初等函数的极限与求导,利用复合函数的运算法则,使学生能准确、熟练、灵活地解题,促进了思维的发展.

2.期刊论文 聂铭. NIE Ming 复合函数求极限的一个条件 -六盘水师范高等专科学校学报2008,20(3)

在对求复合函数的极限的定理的学习中,针对条件"当x≠x0时,g(x)≠0"提出的疑问,给出详细而全面的解释.

3.期刊论文 汪维红 剖析复合函数的极限运算 -皖西学院学报2004,20(2)

探讨了复合函数中的极限符号与函数符号能否交换次序的问题,阐述了limf[ψ(x)]x→x0、f[lim ψ(x)]x→x0及limf(u)u→u0三者的差异.

4.期刊论文 郭明普 复合函数极限的存在性 -南都学坛(自然科学版)2001,21(6)

讨论了如果两个函数y=f(u)与u=ψ(x)的极限都存在,不妨设limψ(x)x→x0=u0,limf(u)=Au→u0,则复合函数f[ψ(x)]在x0点是否存在极限?如果复合函数f[ψ(x)]的极限存在,那么是否还等于A?通过论证得到,并不能由limψx→x0(x),lim.f(u)u→u0的存在性推出lim f[ψ(x)]x→x0的存在性.

5.期刊论文 郁闯 复合函数的几个问题 -南通航运职业技术学院学报2003,2(4)

复合函数是高等数学的重点和难点之一,是学习导数的基础.文章结合该部分知识的特点,对复合函数的分解、运算、定义域的确定、复合函数的极限求解等进行了探讨.

6.期刊论文 陈俊 关于对复合函数求导法则定理证明的探讨 -中国科技成果2005,""(24)

本文对复合函数求导法则定理的证明作了一些讨论,提出对该定理证明中所引入无穷小量的更加灵活的处理方法,深化了我们对复合函数求导法则的理解和应用.

7.期刊论文 刘建文 一元复合函数求导法则的一种证法 -聊城师院学报(自然科学版)2002,15(3)

在证明由函数y=f(u)与u=ψ(x)构成的复合函数y=f[ψ(x)]的求导公式dy/dx=dy/du·du/dx时,在数学分析教材的证明中都用到当△u趋于零时的无穷小量a,并需要补充义当△u=0时,a=0,这对初学者来说是不容易理解的.本文给出的证法避免了补充定义a这一做法.本证明的特点是按△u是否为零分为三种情况,其中第二种情况的证明是本证法的关键.

8.期刊论文 许新斋. 马军英 关于复合函数的极限运算法则 -山东师范大学学报(自然科学版)2002,17(2)

复合函数的极限有许多情形,但当前所见教材中往往只涉及很少几种情形,这是很不完美的.本文尝试用一种简明的方式来论述复合函数的极限运算法则,用两个定理来概括复合函数极限的144种情形,能使学生对复合函数的极限运算法则有一个完整和清晰的认识.

9.期刊论文 马德堂. 张凤银. 王建平 借助函数图形加深对定理的理解 -高等数学研究2003,6(3)

利用函数图形解释复合函数的极限运算法则及其证明思路、由参数方程所确定的函数的导数以及复合函数求导法则、柯西中值定理的证明思路.

10.期刊论文 龚冬保 "函数、极限与连续"教学中的两个问题 -高等数学研究2004,7(5)

对于多值函数和复合函数极限的一些说法发表了看法 .

本文链接:http://d.wanfangdata.com.cn/Periodical_ksszxb-shkxb200805062.aspx授权使用:中共汕尾市委党校(zgsw),授权号:61a9624f-decf-485f-be75-9dcb01481c04

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2008

g-g5期齐齐哈尔师范高等专科学校学报

JoumalofQiqiharJuniorTeachers’College

No・5,2008General・N。・105

(总第105期)

复合函数的极限存在性

陈志惠

(辽东学院师范学院.辽宁丹东118003)

摘要:通过五个定理,针对在什么条件下,两个函数的极限存在,则复合函教的极限存在且等于外层函数的极限。

关键词:复合函数;极限。

中图分类号:0174文献标识码:A文章编号:1009-3958(2008)05-,0139-02

.基

l—X

如果函数y=厂@)的定义域包含函数“=g(z)

的值域,则在函数gO)的定义域x上就确定了一个函数

/k(砷】=

肼瓦

X=一kn"

@=±1,±2,人)

Y=厂k(x)】,这个函数称为g与f的复合函数.如果两

个函数g与f都存在极限,不妨设

IiIII

g(工):Ⅳ。,

如果取%2瓦1,儿2磊1再,有

}受几(以)1=l,。li.ra。f[g(yt)】=0

lim

m):彳,则复合函数y=厂k(工)】在x。是否也存

甜_‰

在极限?如果复合函数y=厂k(x)】的极限存在.那么是

否还等于A?为此,我们举I出-F面的反例说明,即使两个函数极限都存在,而复合函数的极限也可能不存在,印使存在

也不一定等于外层函数的极限A・

.概Heine定理,复台函致厂k(x)】在x=o不存在

极限,因此不能在z=0收敛子0.

例2设八“,={呈:二三,“=gc曲=。。

xE

例t设/@,={乏:三三,

“:g(工)=工siIl一1,

R,有l岫g(x)=0,lim厂(“)=8・

x--’O

ii,-’u

由复合函数定义.显然有厂k(力】=o,X∈R.

显然li罂厂k(x)J=0≠8

工—.u

有躲烈功=,li.mxsin专=o,

!imf(u)=0由复合函数定义,显然有

H—’U

上面两例说明,并不能由lim

J’知g(石),lim/以)存

Ⅳ.+唧

在性推出lira厂【g(x)】的存在性,于是就产生一个十分J_"gO

收稿日期:2007L1猢

作者简介:陈志惠(1972一)。女,辽宁省丹东市,辽东学院师范学院高等数学教研部讲师。主要研究方向:高数研究。

—-13争一

重要的问题,就是在什么条件F,两个函效的极限存在,则复合函数的极限存在且等予外层函数的极限呢?下面我们就来讨论这个问题。我们的结论包含在下面的四个定理中,

定理也厩豆-

2、如果把oo换为±00,定理依然成立.

定理3。设limg(x)=Uo,limf(u)=A,且膏_+∞

H_ⅣO

在给出这些定理之前,我们约定,所讨论的两个函数厂@)、

U;g(x)是满足两个函数复合成一个函数的条件的前提

下才讨论它们的复合成的函数极限存在性,否则就失去了讨

论的意义.

材≠“。,则娥厂k(x)】=彳.

证明:..‘lim

[/--+U0

f(u)=A。根据极限定义,任给

g>0,存在矽>0,当0<陋一“ol<r/时,有

I厂@)一Al<s.又...1img(x)=Uo,根据极限定义,・

定理1:设limg(x)=Uo,lim厂似)=A,且

工—'∞

“CUo,J¥l,1.im‰fig(x)】=彳・

证明:...1im厂@)=A,由极限定义知,任给

对上述,7>0,存在M>0,当H>M时,有0<lg(x)-uoI<rl或O<k一材。l<r/p甜≠U0).

占>0,存在rl>0,当0<lU一“oI<,7时,有

从而有I厂k(x)】一AI<g.&lim厂k(功】-A.

Jf-'l∞

g(x)一“o,gu≠uo,再If(u)-Al<0.又...1imJ_.k1

附注:1、如果把X--yoo换为X--y+oo,定理也成

立.

根据极限定义,对上述的rl>0,存在盯>0,当

2、如果定理中去掉条件“≠Uo,定理不一定成立・

0<lX--Xol<盯时,有o<lU--ZLol<;7,从而有

定理4:设limg(x)=00.1imf(u)=A,则

If(u)-AI=I厂k(x)】一彳f<占.

故lim厂k(x)】=A

tli律-:如果把X—xo换为X寸xj,x哼巧,

定理也成立.

,li—mfig(x)】:彳.

证明:...1imf(u)=A,根据极限定义,对于

g>0,

存在M>0,

当川>M时,

定理2:设limg(x)=∞,limf(u)=A,则

I/@)一彳I<g.X'.vlimg(x)=00,根据无穷大量定

J-4t,c0

…lim/k洲=彳・

“—’∞

义,对上述的M>0,对于Ⅳ>0,当H>Ⅳ时,有

…—‘.

证明一…liram)=彳,根据极限定义,任给g(x)l>M或I甜I>M,从而有If(u)-AI<g或

1,—且

1,

.一—l

占>0。

存II.M>0,

当H>M时,

Isis(x)卜AI<“i啦,li—mfig(x)】-彳.

附注l如果把X_oo,U--yoo分别换为

x--->±∞,U--->±∞定理同样成立.

I/(甜)一AI<占.又...1img(力=00,再根据无穷大量

X・÷xn

定义,对上述的M>0,存在盯>0,当

0<卜一‰I<仃时,:nlg(x)l>M或M>M,从而

参考文献:

有I厂【g(x)卜AI<钆一lim

f[g(x)】=彳・

【1】华中师范大学.数学通讯【M】.武汉:华中师范大学

印酗r。1988.

【2】华东师范大学数学系.敷学分析咖.上海:高等教

育出J跹社,2001.

附注:1、如果把x寸而换为x一菇,x_Xo,

—-14m—

口编辑,兰虹

复合函数的极限存在性

作者:作者单位:刊名:英文刊名:年,卷(期):被引用次数:

陈志惠

辽东学院师范学院,辽宁,丹东,118003

齐齐哈尔师范高等专科学校学报

JOURNAL OF QIQIHAR JUNIOR TEACHERS' COLLEGE2008,""(5)0次

参考文献(2条)

1. 华中师范大学 数学通讯 19882. 华东师范大学数学系 数学分析 2001

相似文献(10条)

1.期刊论文 吴果林. 黄国安 极限与求导运算的复合函数教学法 -考试周刊2007,""(14)

本文探讨了极限与求导运算的复合函数教学方法,指出对于初等函数的极限与求导,利用复合函数的运算法则,使学生能准确、熟练、灵活地解题,促进了思维的发展.

2.期刊论文 聂铭. NIE Ming 复合函数求极限的一个条件 -六盘水师范高等专科学校学报2008,20(3)

在对求复合函数的极限的定理的学习中,针对条件"当x≠x0时,g(x)≠0"提出的疑问,给出详细而全面的解释.

3.期刊论文 汪维红 剖析复合函数的极限运算 -皖西学院学报2004,20(2)

探讨了复合函数中的极限符号与函数符号能否交换次序的问题,阐述了limf[ψ(x)]x→x0、f[lim ψ(x)]x→x0及limf(u)u→u0三者的差异.

4.期刊论文 郭明普 复合函数极限的存在性 -南都学坛(自然科学版)2001,21(6)

讨论了如果两个函数y=f(u)与u=ψ(x)的极限都存在,不妨设limψ(x)x→x0=u0,limf(u)=Au→u0,则复合函数f[ψ(x)]在x0点是否存在极限?如果复合函数f[ψ(x)]的极限存在,那么是否还等于A?通过论证得到,并不能由limψx→x0(x),lim.f(u)u→u0的存在性推出lim f[ψ(x)]x→x0的存在性.

5.期刊论文 郁闯 复合函数的几个问题 -南通航运职业技术学院学报2003,2(4)

复合函数是高等数学的重点和难点之一,是学习导数的基础.文章结合该部分知识的特点,对复合函数的分解、运算、定义域的确定、复合函数的极限求解等进行了探讨.

6.期刊论文 陈俊 关于对复合函数求导法则定理证明的探讨 -中国科技成果2005,""(24)

本文对复合函数求导法则定理的证明作了一些讨论,提出对该定理证明中所引入无穷小量的更加灵活的处理方法,深化了我们对复合函数求导法则的理解和应用.

7.期刊论文 刘建文 一元复合函数求导法则的一种证法 -聊城师院学报(自然科学版)2002,15(3)

在证明由函数y=f(u)与u=ψ(x)构成的复合函数y=f[ψ(x)]的求导公式dy/dx=dy/du·du/dx时,在数学分析教材的证明中都用到当△u趋于零时的无穷小量a,并需要补充义当△u=0时,a=0,这对初学者来说是不容易理解的.本文给出的证法避免了补充定义a这一做法.本证明的特点是按△u是否为零分为三种情况,其中第二种情况的证明是本证法的关键.

8.期刊论文 许新斋. 马军英 关于复合函数的极限运算法则 -山东师范大学学报(自然科学版)2002,17(2)

复合函数的极限有许多情形,但当前所见教材中往往只涉及很少几种情形,这是很不完美的.本文尝试用一种简明的方式来论述复合函数的极限运算法则,用两个定理来概括复合函数极限的144种情形,能使学生对复合函数的极限运算法则有一个完整和清晰的认识.

9.期刊论文 马德堂. 张凤银. 王建平 借助函数图形加深对定理的理解 -高等数学研究2003,6(3)

利用函数图形解释复合函数的极限运算法则及其证明思路、由参数方程所确定的函数的导数以及复合函数求导法则、柯西中值定理的证明思路.

10.期刊论文 龚冬保 "函数、极限与连续"教学中的两个问题 -高等数学研究2004,7(5)

对于多值函数和复合函数极限的一些说法发表了看法 .

本文链接:http://d.wanfangdata.com.cn/Periodical_ksszxb-shkxb200805062.aspx授权使用:中共汕尾市委党校(zgsw),授权号:61a9624f-decf-485f-be75-9dcb01481c04

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