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《MBA数学辅导:极限、连续、导数、积分的概念-MBA考试.docx》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、极限的概念是整个微积分的基础,需要深刻地理解,由极限的概念才能引出连续、导数、积分等概念。极限的概念首先是从数列的极限引出的。对于任意小的正数E,如果存在自然数M,使所有N》M时,
2、A(N)-A
3、都小于E,则数列的极限为Ao极限不是相等,而是无限接近。而函数的极限是指在X0的一个临域内(不包含X0这一点),如果对于任意小的正数E,都存在正数Q,使所有(X0-Q,X0+Q)内的点,都满足
4、F(X)-A
5、《E,则F(X)在X0点的极限为Ao很多求极限的题目都可以用极限的定义直接求出。例如F(X)=(X-3X+2)/(X-2),X=2不在函数定义
6、域内,但对于任何X不等于2,F(X)=X-1,因此在X无限接近2,但不等于2时,F(X)无限接近1,因此F(X)在2处的极限为1。连续的概念。如果函数在X0的极限存在,函数在X0有定义,而且极限值等于函数值,则称F(X)在X0点连续。以上的三个条件缺一不可。在上例中,F(X)在X=2时极限存在,但在X=2这一点没有定义,所以函数在X=2不连续;如果我们定义F(2)=1,补上缺口工则函数在X=2变成连续的;如果我们定义F(2)=3,虽然函数在X=2时,极限值和函数值都存在,但不相等,那么函数在X=2还是不连续。由连续又引出了左极限、右极限和左
7、连续、右连续的概念。函数值等于左极限为左连续,函数值等于右极限为右连续。如果函数在X0点左右极限都存在,且都等于函数值,则函数在X=X0时连续。这个定义是解决分段函数连续问题的最重要的、几乎是唯一的方法。如果函数在某个区间内每一点都连续,在区间的左右端点分别左右连续(对闭区间而言),则称函数在这个区间上连续。导数的概念。导数是函数的变化率,直观地看是指切线的斜率。略有不同的是,切线可以平行于Y轴,此时斜率为无穷大,因此导数不存在,但切线存在。导数的求法也是一个极限的求法。对于X=X0,在X0附近另找一点X1,求X0与X1连线的斜率。当X1无
8、限靠近X0,但不与X0重合时,这两点连线的斜率,就是F(X)在X=X0处的导数。关于导数的题目多数可用导数的定义直接解决。教科书中给出了所有基本函数的导数公式,如果自己能用导数的定义都,引起集合B中对应数u的微小变化du,u的变化又引起集合C中的对应数f(u)的变化,则复合函数的导函数f'[u(x)]=df(u)/dx=df(u)/du*du/dx=f'(u)*u'(x)导数在生活中的例子最常见的是距离与时间的关系。物体在极其微小的时间内,移动了极其微小的距离,二者的比值就是物体在这一刻的速度。对于自由落体运动,下落距离S=1/2gt,则物
9、体在时间t0的速度为V(t0)=[S(t0+a)-S(t0)]/a,当a趋近于0时的值,等于gtO;而速度随时间的增加而增加,变化的比率g称为加速度。加速度是距离对时间的二阶导数。从直观上看,可导意味着光滑的、没有尖角,因为在尖角处左右导数不相等。有笑话说一位教授对学生抱怨道:这饭馆让人怎么吃饭?你看这碗口,处处不可导!”积分的概念。从面积上理解,积分就是积少成多,把无限个面积趋近于0的线条,累积在一起,就成为大于0的面积。我们可以把一块图形分割为狭长的长方形(长方形的高度都取函数在左端或右端的函数值),分别计算各个长方形的面积再加总,可近
10、似地得出图形的面积。当我们把长方形的宽度设定得越来越窄,计算结果就越来越精确,与图形实际面积的差距越来越小。如果函数的积分存在,则长方形宽度趋近于0时,求出的长方形面积总和的极限存在,且等于图形的实际面积。这里又是一个极限的概念。如果函数存在不连续的点,但在该点左右极限都存在,函数仍是可积的。只要间断点的个数是有限的,则它们代表的线条面积总和为0,不影响计算结果。在广义积分中,允许函数在无限区间内积分,或某些点的函数值趋向无穷大,只要积分的极限存在,函数都是可积的严格地说,我们只会计算长方形的面积。从我们介绍的积分的求法看,我们实际上是把求
11、面积化为了数列求和的问题,即求数列的前N项和S(N),在N趋近于无穷大时的极限。很多时候,求积分和求无限数列的和是可以相互转换的。当我们深刻地理解了积分的定义和熟练地掌握了积分公式之后,我们同样可用它来解决相当棘手的数列求和问题。例如:求LIMNa正无穷大时,1/N*[1+1/(1+1/N)+1/(1+2/N)++1/(1+(N-1)/N)+1/2]的值。看似无从下手,可当我们把它转化为一连串的小长方形的面积之后,不禁会恍然大悟:这不是F(X)=1/X在[1,2]上的积分吗?从而轻松得出结果为ln2o除了基本的积分公式外,换元法和分步法是常
12、用的积分方法。换元积分法的实质是把原函数化为形式简单的复合函数;分步积分法的要领是:在/udv=uv/vduK函数u微分后应该变简单(比如次数降低),而函数v积分后不会变得更复杂