极限是高等数学中最基本的概念和工具,其它很多重要概念和运算都是由极限引导出来的,如导数的概念、定积分和重积分的概念、无穷级数的运算等,另外,极限本身也是一个重要考点,在每年的考研数学试题中经常有十多分的题目。在极限的各种性质中,极限的保号性是一个非常有用的性质,但一些同学对它理解得不透,解题时不会使用,下面蔡老师对极限的保号性做些分析总结,供大家参考。
一、函数极限的局部保号性和非局部保号性
1、函数极限的局部保号性是指:若(或),则存在正数,使得当时,有(或).
2.函数极限的非局部保号性是指:若(或),则存在正数,使得当时,有(或).
对于或的极限也有与上类似的结论。
非局部保号性是相对于局部保号性而言的,局部保号性是在某个点的去心邻域内保号,而非局部保号性是在一个无穷区间上保号,所以可称之为“非局部”。
二、数列极限的保号性
数列极限的保号性是指:若(或),则存在正整数,使得当时,有(或).
如果将数列视为一种函数,即定义,则数列的保号性就类似于函数的非局部保号性。
三、极限的增强保号性
函数极限的增强保号性是指:若(或),则对于任何,存在常数,使得当时,有(或).
证:若,则,根据局部保号性得,存在,使得当时,有,于是.
的情况也类似可证。
对于(或)以及数列极限(或)的情形,也有与上类似的增强保号性。
四、典型题型分析
例1.设函数在上连续,且,证明:存在,使得.
证:设,则由得,由极限的保号性得,存在正数,使得当时,有,
取,则,于是;
再取,则,于是;
根据零点定理得,存在,使得,即.
例2.设具有二阶连续导数,且,,则( )
(A)是的极大值
(B)是的极小值
(C)是曲线的拐点 (D)不是极值,也不是拐点
解:ͫ
一、函数极限的局部保号性和非局部保号性
1、函数极限的局部保号性是指:若(或),则存在正数,使得当时,有(或).
2.函数极限的非局部保号性是指:若(或),则存在正数,使得当时,有(或).
二、数列极限的保号性
数列极限的保号性是指:若(或),则存在正整数,使得当时,有(或).
如果将数列视为一种函数,即定义,则数列的保号性就类似于函数的非局部保号性。
三、极限的增强保号性
函数极限的增强保号性是指:若(或),则对于任何,存在常数,使得当时,有(或).
证:若,则,根据局部保号性得,存在,使得当时,有,于是.
的情况也类似可证。
对于(或)以及数列极限(或)的情形,也有与上类似的增强保号性。
四、典型题型分析
例1.设函数在上连续,且,证明:存在,使得.
证:设,则由得,由极限的保号性得,存在正数,使得当时,有,
取,则,于是;
再取,则,于是;
根据零点定理得,存在,使得,即.
例2.设具有二阶连续导数,且,,则(
(A)是的极大值
(C)是曲线的拐点
解:ͫ
