高等数学(完整版)详细课件.ppt
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1、一、基本概念一、基本概念1.1.集合集合:具有某种特定性质的事物的具有某种特定性质的事物的总体总体.组成这个集合的事物称为该集合的组成这个集合的事物称为该集合的元素元素.有限集有限集无限集无限集1ppt课件数集分类数集分类:N-自然数集自然数集Z-整数集整数集Q-有理数集有理数集R-实数集实数集数集间的关系数集间的关系:例如例如不含任何元素的集合称为不含任何元素的集合称为空集空集.例如例如,规定规定空集为任何集合的子集空集为任何集合的子集.2ppt课件2.2.区间区间:是指介于某两个实数之间的全体实数是指介于某两个实数之间的全体实数.这两个实数叫做区间的端点这两个实数叫做区间的端点.称为开区间
2、称为开区间,称为闭区间称为闭区间,3ppt课件称为半开区间称为半开区间,称为半开区间称为半开区间,有限区间有限区间无限区间无限区间区间长度的定义区间长度的定义:两端点间的距离两端点间的距离(线段的长度线段的长度)称为区间的长度称为区间的长度.4ppt课件3.3.邻域邻域:5ppt课件4.4.常量与变量常量与变量:在某过程中数值保持不变的量称为在某过程中数值保持不变的量称为常量常量,注意注意 常量与变量是相对常量与变量是相对“过程过程”而言的而言的.通常用字母通常用字母a,b,c等表示常量等表示常量,而数值变化的量称为而数值变化的量称为变量变量.常量与变量的表示方法:常量与变量的表示方法:用字母
3、用字母x,y,t等表示等表示变变量量.6ppt课件5.5.绝对值绝对值:运算性质运算性质:绝对值不等式绝对值不等式:7ppt课件二、函数概念二、函数概念例例 圆内接正多边形的周长圆内接正多边形的周长圆内接正圆内接正n 边形边形Or)8ppt课件因变量因变量自变量自变量数集数集D叫做这个函数的叫做这个函数的定义域定义域9ppt课件自变量自变量因变量因变量对应法则对应法则f函数的两要素函数的两要素:定义域定义域与与对应法则对应法则.约定约定:定义域是自变量所能取的使算式有意义定义域是自变量所能取的使算式有意义的一切实数值的一切实数值.10ppt课件定义定义:如果自变量在定如果自变量在定义域内任取一
4、个数值义域内任取一个数值时,对应的函数值总时,对应的函数值总是只有一个,这种函是只有一个,这种函数叫做单值函数,否数叫做单值函数,否则叫与多值函数则叫与多值函数11ppt课件 (1)符号函数符号函数几个特殊的函数举例几个特殊的函数举例1-1xyo12ppt课件(2)取整函数取整函数 y=xx表示不超过表示不超过 的最大整数的最大整数 1 2 3 4 5 -2-4-4-3-2-1 4 3 2 1 -1-3xyo阶梯曲线阶梯曲线13ppt课件在自变量的不同变化范围中在自变量的不同变化范围中,对应法则用不同的对应法则用不同的式子来表示的函数式子来表示的函数,称为称为分段函数分段函数.14ppt课件例
5、例1 1 脉冲发生器产生一个单三角脉冲脉冲发生器产生一个单三角脉冲,其波形如图其波形如图所示所示,写出电压写出电压U与时间与时间 的函数关系式的函数关系式.解解单三角脉冲信号的电压单三角脉冲信号的电压15ppt课件16ppt课件例例2 2解解故故17ppt课件三、函数的特性三、函数的特性M-Myxoy=f(x)X有界有界无界无界M-MyxoX1函数的有界性函数的有界性:18ppt课件2函数的单调性函数的单调性:xyo19ppt课件xyo20ppt课件3函数的奇偶性函数的奇偶性:偶函数偶函数yxox-x21ppt课件奇函数奇函数yxox-x22ppt课件4函数的周期性函数的周期性:(通常说周期函
6、数的周期是指其最小正(通常说周期函数的周期是指其最小正周期周期).23ppt课件四、反函数四、反函数DWDW24ppt课件 直接函数与反函数的图形关于直线直接函数与反函数的图形关于直线 对称对称.25ppt课件例例3 3解解单值函数单值函数,有界函数有界函数,偶函数偶函数,周期函数周期函数(无最小正周期无最小正周期)不是单调函数不是单调函数,26ppt课件五、小结五、小结基本概念基本概念集合集合,区间区间,邻域邻域,常量与变量常量与变量,绝对值绝对值.函数的概念函数的概念函数的特性函数的特性有界性有界性,单调性单调性,奇偶性奇偶性,周期性周期性.反函数反函数27ppt课件思考题思考题28ppt
7、课件思考题解答思考题解答设设则则故故29ppt课件练练 习习 题题30ppt课件31ppt课件练习题答案练习题答案32ppt课件一、基本初等函数一、基本初等函数1.幂函数幂函数33ppt课件2.指数函数指数函数34ppt课件3.对数函数对数函数35ppt课件4.三角函数三角函数正弦函数正弦函数36ppt课件余弦函数余弦函数37ppt课件正切函数正切函数38ppt课件余切函数余切函数39ppt课件正割函数正割函数40ppt课件余割函数余割函数41ppt课件5.反三角函数反三角函数42ppt课件43ppt课件44ppt课件 幂函数幂函数,指数函数指数函数,对数函数对数函数,三角函数和反三角函数和反
8、三角函数统称为三角函数统称为基本初等函数基本初等函数.45ppt课件二、复合函数二、复合函数 初等函数初等函数1.复合函数复合函数定义定义:46ppt课件注意注意:1.不是任何两个函数都可以复合成一个复不是任何两个函数都可以复合成一个复合函数的合函数的;2.复合函数可以由两个以上的函数经过复复合函数可以由两个以上的函数经过复合构成合构成.2.初等函数初等函数 由常数和基本初等函数经过有限次由常数和基本初等函数经过有限次四则运算和有限次的函数复合步骤所构成并可用四则运算和有限次的函数复合步骤所构成并可用一个式子表示一个式子表示的函数的函数,称为称为初等函数初等函数.47ppt课件四、小结四、小结
9、函数的分类函数的分类:函函数数初初等等函函数数非初等函数非初等函数(分段函数分段函数,有无穷多项等函数有无穷多项等函数)代代数数函函数数超越函数超越函数有有理理函函数数无理函数无理函数有理整函数有理整函数(多项式函数多项式函数)有理分函数有理分函数(分式函数分式函数)48ppt课件思考题思考题49ppt课件思考题解答思考题解答不能不能50ppt课件一、填空题一、填空题:练练 习习 题题51ppt课件52ppt课件练习题答案练习题答案53ppt课件54ppt课件一、基本初等函数一、基本初等函数1.幂函数幂函数55ppt课件2.指数函数指数函数56ppt课件3.对数函数对数函数57ppt课件4.三
10、角函数三角函数正弦函数正弦函数58ppt课件余弦函数余弦函数59ppt课件正切函数正切函数60ppt课件余切函数余切函数61ppt课件正割函数正割函数62ppt课件余割函数余割函数63ppt课件5.反三角函数反三角函数64ppt课件65ppt课件66ppt课件 幂函数幂函数,指数函数指数函数,对数函数对数函数,三角函数和反三角函数和反三角函数统称为三角函数统称为基本初等函数基本初等函数.67ppt课件二、复合函数二、复合函数 初等函数初等函数1.复合函数复合函数定义定义:68ppt课件注意注意:1.不是任何两个函数都可以复合成一个复不是任何两个函数都可以复合成一个复合函数的合函数的;2.复合函
11、数可以由两个以上的函数经过复复合函数可以由两个以上的函数经过复合构成合构成.2.初等函数初等函数 由常数和基本初等函数经过有限次由常数和基本初等函数经过有限次四则运算和有限次的函数复合步骤所构成并可用四则运算和有限次的函数复合步骤所构成并可用一个式子表示一个式子表示的函数的函数,称为称为初等函数初等函数.69ppt课件四、小结四、小结函数的分类函数的分类:函函数数初初等等函函数数非初等函数非初等函数(分段函数分段函数,有无穷多项等函数有无穷多项等函数)代代数数函函数数超越函数超越函数有有理理函函数数无理函数无理函数有理整函数有理整函数(多项式函数多项式函数)有理分函数有理分函数(分式函数分式函
12、数)70ppt课件思考题思考题71ppt课件思考题解答思考题解答不能不能72ppt课件一、填空题一、填空题:练练 习习 题题73ppt课件74ppt课件练习题答案练习题答案75ppt课件76ppt课件播放播放一、自变量趋向无穷大时函数的极限一、自变量趋向无穷大时函数的极限77ppt课件通过上面演示实验的观察通过上面演示实验的观察:问题问题:如何用数学语言刻划函数如何用数学语言刻划函数“无限接近无限接近”.78ppt课件79ppt课件2.另两种情形另两种情形:80ppt课件3.几何解释几何解释:81ppt课件例例1证证82ppt课件二、自变量趋向有限值时函数的极限二、自变量趋向有限值时函数的极限
13、83ppt课件84ppt课件2.几何解释几何解释:注意:注意:85ppt课件例例2证证例例3证证86ppt课件例例4证证函数在点函数在点x=1处没有定义处没有定义.87ppt课件例例5证证88ppt课件3.单侧极限单侧极限:例如例如,89ppt课件左极限左极限右极限右极限90ppt课件左右极限存在但不相等左右极限存在但不相等,例例6证证91ppt课件三、函数极限的性质三、函数极限的性质1.有界性有界性2.唯一性唯一性92ppt课件推论推论3.不等式性质不等式性质定理定理(保序性保序性)93ppt课件定理定理(保号性保号性)推论推论94ppt课件例如例如,函数极限与数列极限的关系函数极限与数列极
14、限的关系函数极限存在的充要条件是它的任何子列的极函数极限存在的充要条件是它的任何子列的极限都存在限都存在,且相等且相等.95ppt课件例例7证证96ppt课件二者不相等二者不相等,97ppt课件四、小结四、小结函数极限的统一定义函数极限的统一定义(见下表见下表)98ppt课件过过 程程时时 刻刻从此时刻以后从此时刻以后 过过 程程时时 刻刻从此时刻以后从此时刻以后 99ppt课件思考题思考题100ppt课件思考题解答思考题解答左极限存在左极限存在,右极限存在右极限存在,不存在不存在.101ppt课件一、填空题一、填空题:练练 习习 题题102ppt课件103ppt课件练习题答案练习题答案104
15、ppt课件一、无穷小一、无穷小1.定义定义:极限为零的变量称为极限为零的变量称为无穷小无穷小.114ppt课件例如例如,注意注意1.无穷小是变量无穷小是变量,不能与很小的数混淆不能与很小的数混淆;2.零是可以作为无穷小的唯一的数零是可以作为无穷小的唯一的数.115ppt课件2.无穷小与函数极限的关系无穷小与函数极限的关系:证证 必要性必要性充分性充分性116ppt课件意义意义1.将一般极限问题转化为特殊极限问题将一般极限问题转化为特殊极限问题(无穷无穷小小);3.无穷小的运算性质无穷小的运算性质:定理定理2 在同一过程中在同一过程中,有限个无穷小的代数和有限个无穷小的代数和仍是无穷小仍是无穷小
16、.证证117ppt课件注意注意无穷多个无穷小的代数和未必是无穷小无穷多个无穷小的代数和未必是无穷小.118ppt课件定理定理3 有界函数与无穷小的乘积是无穷小有界函数与无穷小的乘积是无穷小.证证119ppt课件推论推论1 在同一过程中在同一过程中,有极限的变量与无穷小的乘有极限的变量与无穷小的乘积是无穷小积是无穷小.推论推论2 常数与无穷小的乘积是无穷小常数与无穷小的乘积是无穷小.推论推论3 有限个无穷小的乘积也是无穷小有限个无穷小的乘积也是无穷小.都是无穷小都是无穷小120ppt课件二、无穷大二、无穷大绝对值无限增大的变量称为绝对值无限增大的变量称为无穷大无穷大.121ppt课件特殊情形:正
17、无穷大,负无穷大特殊情形:正无穷大,负无穷大注意注意1.无穷大是变量无穷大是变量,不能与很大的数混淆不能与很大的数混淆;3.无穷大是一种特殊的无界变量无穷大是一种特殊的无界变量,但是无但是无界变量未必是无穷大界变量未必是无穷大.122ppt课件不是无穷大不是无穷大无界,无界,123ppt课件证证124ppt课件三、无穷小与无穷大的关系三、无穷小与无穷大的关系定理定理4 4 在同一过程中在同一过程中,无穷大的倒数为无穷小无穷大的倒数为无穷小;恒不为零的无穷小的倒数为无穷大恒不为零的无穷小的倒数为无穷大.证证125ppt课件意义意义 关于无穷大的讨论关于无穷大的讨论,都可归结为关于无穷小都可归结为
18、关于无穷小的讨论的讨论.126ppt课件四、小结四、小结1、主要内容、主要内容:两个定义两个定义;四个定理四个定理;三个推论三个推论.2、几点注意、几点注意:无穷小与无穷大是相对于过程而言的无穷小与无穷大是相对于过程而言的.(1)无穷小(无穷小(大)是变量大)是变量,不能与很小(大)的数混不能与很小(大)的数混淆,零是唯一的无穷小的数;淆,零是唯一的无穷小的数;(2 2)无穷多个无穷小的代数和(乘积)未必是无穷小无穷多个无穷小的代数和(乘积)未必是无穷小.(3)无界变量未必是无穷大无界变量未必是无穷大.127ppt课件思考题思考题128ppt课件思考题解答思考题解答不能保证不能保证.例例有有1
19、29ppt课件一、填空题一、填空题:练练 习习 题题130ppt课件131ppt课件练习题答案练习题答案132ppt课件一、极限运算法则一、极限运算法则定理定理证证由无穷小运算法则由无穷小运算法则,得得133ppt课件134ppt课件推论推论1 1常数因子可以提到极限记号外面常数因子可以提到极限记号外面.推论推论2 2有界,有界,135ppt课件二、求极限方法举例二、求极限方法举例例例1 1解解136ppt课件小结小结:137ppt课件解解商的法则不能用商的法则不能用由无穷小与无穷大的关系由无穷小与无穷大的关系,得得例例2 2138ppt课件解解例例3 3(消去零因子法消去零因子法)139pp
20、t课件例例4 4解解(无穷小因子分出法无穷小因子分出法)140ppt课件小结小结:无穷小分出法无穷小分出法:以分母中自变量的最高次幂除分以分母中自变量的最高次幂除分子子,分母分母,以分出无穷小以分出无穷小,然后再求极限然后再求极限.141ppt课件例例5 5解解先变形再求极限先变形再求极限.142ppt课件例例6 6解解143ppt课件例例7 7解解左右极限存在且相等左右极限存在且相等,144ppt课件三、小结三、小结1.极限的四则运算法则及其推论极限的四则运算法则及其推论;2.极限求法极限求法;a.多项式与分式函数代入法求极限多项式与分式函数代入法求极限;b.消去零因子法求极限消去零因子法求
21、极限;c.无穷小因子分出法求极限无穷小因子分出法求极限;d.利用无穷小运算性质求极限利用无穷小运算性质求极限;e.利用左右极限求分段函数极限利用左右极限求分段函数极限.145ppt课件思考题思考题 在某个过程中,若在某个过程中,若 有极限,有极限,无极限,那么无极限,那么 是否有极限?为是否有极限?为什么?什么?146ppt课件思考题解答思考题解答没有极限没有极限假设假设 有极限,有极限,有极限,有极限,由极限运算法则可知:由极限运算法则可知:必有极限,必有极限,与已知矛盾,与已知矛盾,故假设错误故假设错误147ppt课件一、填空题一、填空题:练练 习习 题题148ppt课件二、求下列各极限二
22、、求下列各极限:149ppt课件150ppt课件练习题答案练习题答案151ppt课件一、极限存在准则一、极限存在准则1.夹逼准则夹逼准则证证152ppt课件上两式同时成立上两式同时成立,上述数列极限存在的准则可以推广到函数的极限上述数列极限存在的准则可以推广到函数的极限153ppt课件注意注意:准则准则 和和准则准则 称为称为夹逼准则夹逼准则.154ppt课件例例1 1解解由夹逼定理得由夹逼定理得155ppt课件2.单调有界准则单调有界准则单调增加单调增加单调减少单调减少单调数列单调数列几何解释几何解释:156ppt课件例例2 2证证(舍去舍去)157ppt课件二、两个重要极限二、两个重要极限
23、(1)158ppt课件159ppt课件例例3 3解解160ppt课件(2)定义定义161ppt课件类似地类似地,162ppt课件163ppt课件164ppt课件例例4 4解解例例5 5解解165ppt课件三、小结三、小结1.两个准则两个准则2.两个重要极限两个重要极限夹逼准则夹逼准则;单调有界准则单调有界准则.166ppt课件思考题思考题求极限求极限167ppt课件思考题解答思考题解答168ppt课件一、填空题一、填空题:练练 习习 题题169ppt课件二、求下列各极限二、求下列各极限:170ppt课件171ppt课件练习题答案练习题答案172ppt课件一、无穷小的比较一、无穷小的比较例如例如
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