第2章

第2章

检验点

2.1

2.25

2.2

12.006001

2.3

17 单位2

2.4

lim x → 1 1 x − 1 x − 1 = −1 lim x → 1 1 x − 1 x − 1 = −1

2.5

lim x → 2 h ( x ) = −1 . lim x → 2 h ( x ) = −1 .

2.6

limx→2|x2−4|x−2limx→2|x2−4|x−2 不存在。

2.7

a. limx→2−|x2−4|x−2=−4;limx→2−|x2−4|x−2=−4; b. limx→2+|x2−4|x−2=4limx→2+|x2−4|x−2=4

2.8

a. limx→0−1x2=+∞;limx→0−1x2=+∞; b. limx→0+1x2=+∞;limx→0+1x2=+∞; c. limx→01x2=+∞limx→01x2=+∞

2.9

a. limx→2−1(x−2)3=−∞;limx→2−1(x−2)3=−∞; b. limx→2+1(x−2)3=+∞;limx→2+1(x−2)3=+∞; c. limx→21(x−2)3limx→21(x−2)3 不存在。直线 x=2x=2 是 f(x)=1/(x−2)3.f(x)=1/(x−2)3. 的垂直渐近线。

2.10

不存在。

2.11

11 10 11 10

2.12

−13;

2.13

1 3 1 3

2.14

1 4 1 4

2.15

−1;

2.16

1 4 1 4

2.17


一个分段函数的图形,包含三个线段。第一个是线性函数 -x-2,适用于 x<-1。x 轴截距在 (-2,0),在 (-1,-1) 处有一个空心圆。第二个线段是点 (-1, 2)。第三个线段是函数 x^3,适用于 x > -1,它在原点处与 x 轴和 y 轴相交。


limx→−1−f(x)=−1limx→−1−f(x)=−1

2.18

+∞

2.19

0

2.20

0

2.21

f 在 1 处不连续,因为 f(1)=2≠3=limx→1f(x).f(1)=2≠3=limx→1f(x).

2.22

f(x)f(x) 在每个实数处都是连续的。

2.23

在 1 处不连续;可去间断点

2.24

[ −3 , + ∞ ) [ −3 , + ∞ )

2.25

0

2.26

f(0)=1>0,f(1)=−2<0;f(x)f(0)=1>0,f(1)=−2<0;f(x) 在 [0,1].[0,1]. 上是连续的。它在该区间上必有一个零点。

2.27

设 ε>0;ε>0;,选择 δ=ε3;δ=ε3;,假设 0<|x−2|<δ.0<|x−2|<δ.

因此,|(3x−2)−4|=|3x−6|=|3|·|x−2|<3·δ=3·(ε/3)=ε.|(3x−2)−4|=|3x−6|=|3|·|x−2|<3·δ=3·(ε/3)=ε.

所以,limx→23x−2=4.limx→23x−2=4.

2.28

选择 δ=min{9−(3−ε)2,(3+ε)2−9}.δ=min{9−(3−ε)2,(3+ε)2−9}.

2.29

| x 2 − 1 | = | x − 1 | · | x + 1 | < ε / 3 · 3 = ε | x 2 − 1 | = | x − 1 | · | x + 1 | < ε / 3 · 3 = ε

2.30

δ = ε 2 δ = ε 2

第2.1节练习

1.

a. 2.2100000; b. 2.0201000; c. 2.0020010; d. 2.0002000; e. (1.1000000, 2.2100000); f. (1.0100000, 2.0201000); g. (1.0010000, 2.0020010); h. (1.0001000, 2.0002000); i. 2.1000000; j. 2.0100000; k. 2.0010000; l. 2.0001000

3.

y = 2 x y = 2 x

5.

3

7.

a. 2.0248457; b. 2.0024984; c. 2.0002500; d. 2.0000250; e. (4.1000000,2.0248457); f. (4.0100000,2.0024984); g. (4.0010000,2.0002500); h. (4.00010000,2.0000250); i. 0.24845673; j. 0.24984395; k. 0.24998438; l. 0.24999844

9.

y = x 4 + 1 y = x 4 + 1

11.

π

13.

a. −0.95238095; b. −0.99009901; c. −0.99502488; d. −0.99900100; e. (−1;.0500000,−0;.95238095); f. (−1;.0100000,−0;.9909901); g. (−1;.0050000,−0;.99502488); h. (1.0010000,−0;.99900100); i. −0.95238095; j. −0.99009901; k. −0.99502488; l. −0.99900100

15.

y = − x − 2 y = − x − 2

17.

−49 米/秒 (球的速度为向下 49 米/秒)

19.

5.2 米/秒

21.

−9.8 米/秒

23.

6 米/秒

25 .

下和为 1 单位2;上和为 4 单位2。这两个三角形的精确面积为 12(1)(1)+12(2)(2)=2.5单位2.12(1)(1)+12(2)(2)=2.5单位2.

27.

下和为 0.96 单位2;上和为 1.92 单位2。半径为 1 的半圆的精确面积为 π(1)22=π2π(1)22=π2 单位2。

29.

约 1.3333333 单位2

第2.2节练习

31.

limx→1f(x)limx→1f(x) 不存在,因为 limx→1−f(x)=−2≠limx→1+f(x)=2.limx→1−f(x)=−2≠limx→1+f(x)=2.

33.

lim x → 0 ( 1 + x ) 1 / x = 2.7183 lim x → 0 ( 1 + x ) 1 / x = 2.7183

35.

a. 1.98669331; b. 1.99986667; c. 1.99999867; d. 1.99999999; e. 1.98669331; f. 1.99986667; g. 1.99999867; h. 1.99999999; limx→0sin2xx=2limx→0sin2xx=2

37.

lim x → 0 sin a x x = a lim x → 0 sin a x x = a

39.

a. −0.80000000; b. −0.98000000; c. −0.99800000; d. −0.99980000; e. −1.2000000; f. −1.0200000; g. −1.0020000; h. −1.0002000; limx→1(1−2x)=−1limx→1(1−2x)=−1

41.

a. −37.931934; b. −3377.9264; c. −333,777.93; d. −33,337,778; e. −29.032258; f. −3289.0365; g. −332,889.04; h. −33,328,889 limx→0z−1z2(z+3)=−∞limx→0z−1z2(z+3)=−∞

43.

a. 0.13495277; b. 0.12594300; c. 0.12509381; d. 0.12500938; e. 0.11614402; f. 0.12406794; g. 0.12490631; h. 0.12499063; ∴limx→21−2xx2−4=0.1250=18∴limx→21−2xx2−4=0.1250=18

45.

a. 10.00000; b. 100.00000; c. 1000.0000; d. 10,000.000; 猜测: limα→0+1αcos(πα)=∞,limα→0+1αcos(πα)=∞, 实际值: 不存在

函数 (1/alpha) * cos (pi / alpha) 的图形,它在区间 [-.2, .2] 之前轻微振荡,在该区间内迅速振荡,当趋近 y 轴时趋向无穷大和负无穷大。
47.

假; limx→−2+f(x)=+∞limx→−2+f(x)=+∞

49.

假; limx→6f(x)limx→6f(x) 不存在,因为 limx→6−f(x)=2limx→6−f(x)=2 和 limx→6+f(x)=5.limx→6+f(x)=5.

51.

2

53.

1

55.

1

57.

不存在

59.

0

61.

不存在

63.

2

65.

3

67.

不存在

69.

0

71.

−2

73.

不存在

75.

0

77.

答案可能不同。

一个分段函数的图形,包含两个部分。第一部分在第三象限,沿 y 轴渐近趋向负无穷大,沿 x 轴渐近趋向 0。第二部分由两条曲线组成。第一条似乎是顶点在 (0,1) 处向上开口抛物线的左半部分。第二条似乎也是顶点在 (0,1) 处向下开口抛物线的右半部分。
79.

答案可能不同。

包含两条曲线的图形。第一条沿 y=2 渐近趋向 2,沿 x = -2 趋向负无穷大。第二条沿 x=-2 趋向负无穷大,沿 y=2 趋向 2。
81.

a. ρ2ρ2 b. ρ1ρ1 c. 不存在,除非 ρ1=ρ2.ρ1=ρ2. 从左侧趋近 xSFxSF 时对应冲击波后的高密度区域,从右侧趋近时则尚未穿过冲击波,仍处于较低密度区域。

第2.3节 练习

83.

使用常数倍法则和差法则: limx→0(4x2−2x+3)=4limx→0x2−2limx→0x+limx→03=3limx→0(4x2−2x+3)=4limx→0x2−2limx→0x+limx→03=3

85.

使用根式法则: limx→−2x2−6x+3=limx→−2(x2−6x+3)=19limx→−2x2−6x+3=limx→−2(x2−6x+3)=19

87.

49

89.

1

91.

− 5 7 − 5 7

93.

limx→4x2−16x−4=16−164−4=00;limx→4x2−16x−4=16−164−4=00; 则, limx→4x2−16x−4=limx→4(x+4)(x−4)x−4=8limx→4x2−16x−4=limx→4(x+4)(x−4)x−4=8

95.

limx→63x−182x−12=18−1812−12=00;limx→63x−182x−12=18−1812−12=00; 则, limx→63x−182x−12=limx→63(x−6)2(x−6)=32limx→63x−182x−12=limx→63(x−6)2(x−6)=32

97.

limx→9t−9t−3=9−93−3=00;limx→9t−9t−3=9−93−3=00; 则, limt→9t−9t−3=limt→9t−9t−3t+3t+3=limt→9(t+3)=6limt→9t−9t−3=limt→9t−9t−3t+3t+3=limt→9(t+3)=6

99.

limθ→πsinθtanθ=sinπtanπ=00;limθ→πsinθtanθ=sinπtanπ=00; 则, limθ→πsinθtanθ=limθ→πsinθsinθcosθ=limθ→πcosθ=−1limθ→πsinθtanθ=limθ→πsinθsinθcosθ=limθ→πcosθ=−1

101.

limx→1/22x2+3x−22x−1=12+32−21−1=00;limx→1/22x2+3x−22x−1=12+32−21−1=00; 则, limx→1/22x2+3x−22x−1=limx→1/2(2x−1)(x+2)2x−1=52limx→1/22x2+3x−22x−1=limx→1/2(2x−1)(x+2)2x−1=52

103.

−∞

105.

−∞

107.

lim x → 6 2 f ( x ) g ( x ) = 2 lim x → 6 f ( x ) lim x → 6 g ( x ) = 72 lim x → 6 2 f ( x ) g ( x ) = 2 lim x → 6 f ( x ) lim x → 6 g ( x ) = 72

109.

lim x → 6 ( f ( x ) + 1 3 g ( x ) ) = lim x → 6 f ( x ) + 1 3 lim x → 6 g ( x ) = 7 lim x → 6 ( f ( x ) + 1 3 g ( x ) ) = lim x → 6 f ( x ) + 1 3 lim x → 6 g ( x ) = 7

111.

lim x → 6 g ( x ) − f ( x ) = lim x → 6 g ( x ) − lim x → 6 f ( x ) = 5 lim x → 6 g ( x ) − f ( x ) = lim x → 6 g ( x ) − lim x → 6 f ( x ) = 5

113.

lim x → 6 [ ( x + 1 ) f ( x ) ] = ( lim x → 6 ( x + 1 ) ) ( lim x → 6 f ( x ) ) = 28 lim x → 6 [ ( x + 1 ) f ( x ) ] = ( lim x → 6 ( x + 1 ) ) ( lim x → 6 f ( x ) ) = 28

115.


一个分段函数的图形,包含两个部分。第一部分是抛物线 x^2,存在于 x<=3。顶点在原点,向上开口,端点 (3,9) 处有一个实心圆。第二部分是直线 x+4,是一个线性函数,存在于 x > 3。在 (3, 7) 处有一个空心圆,斜率为 1。


a. 9; b. 7

117.


一个分段函数的图形,包含两个部分。第一部分是抛物线 x^2 – 2x + 1,存在于 x < 2。它向上开口,顶点在 (1,0) 处。第二部分是直线 3-x,存在于 x>= 2。它的斜率为 -1,x 轴截距在 (3,0) 处。


a. 1; b. 1

119.

lim x → −3 − ( f ( x ) − 3 g ( x ) ) = lim x → −3 − f ( x ) − 3 lim x → −3 − g ( x ) = 0 + 6 = 6 lim x → −3 − ( f ( x ) − 3 g ( x ) ) = lim x → −3 − f ( x ) − 3 lim x → −3 − g ( x ) = 0 + 6 = 6

121.

lim x → −5 2 + g ( x ) f ( x ) = 2 + ( lim x → −5 g ( x ) ) lim x → −5 f ( x ) = 2 + 0 2 = 1 lim x → −5 2 + g ( x ) f ( x ) = 2 + ( lim x → −5 g ( x ) ) lim x → −5 f ( x ) = 2 + 0 2 = 1

123.

lim x → 1 f ( x ) − g ( x ) 3 = lim x → 1 f ( x ) − lim x → 1 g ( x ) 3 = 2 + 5 3 = 7 3 lim x → 1 f ( x ) − g ( x ) 3 = lim x → 1 f ( x ) − lim x → 1 g ( x ) 3 = 2 + 5 3 = 7 3

125.

lim x → −9 ( x f ( x ) + 2 g ( x ) ) = ( lim x → −9 x ) ( lim x → −9 f ( x ) ) + 2 lim x → −9 ( g ( x ) ) = ( −9 ) ( 6 ) + 2 ( 4 ) = −46 lim x → −9 ( x f ( x ) + 2 g ( x ) ) = ( lim x → −9 x ) ( lim x → −9 f ( x ) ) + 2 lim x → −9 ( g ( x ) ) = ( −9 ) ( 6 ) + 2 ( 4 ) = −46

127.

极限为零。

在定义域 [-1,1] 上三个函数的图形,分别用红色、绿色和蓝色表示:红色:theta^2,绿色:theta^2 * cos (1/theta),蓝色:- (theta^2)。红色和蓝色函数分别作为顶点在原点的抛物线向上和向下开口。绿色函数被夹在两者之间。
129.

a.

一个包含两条曲线的函数图形。第一条在第二象限,当 x 趋向负无穷大时,沿 y 轴渐近趋向无穷大,沿 x 轴渐近趋向 0。第二条在第一象限,当 x 趋向无穷大时,沿 y 轴渐近趋向无穷大,沿 x 轴渐近趋向 0。


b. ∞。当趋近粒子 q 时,电场强度变为无穷大。计算负距离没有物理意义。

第2.4节 练习

131.

该函数对区间内所有 x 定义 (0,∞).(0,∞).

133.

在 x=0;x=0; 处有可去间断点;在 x=1x=1 处有无穷间断点

135.

在 x=ln2x=ln2 处有无穷间断点

137.

无穷间断点 在 x=(2k+1)π4,x=(2k+1)π4, 处,当 k=0,±1,±2,±3,…k=0,±1,±2,±3,…

139.

不。这是一个可去间断点。

141.

是。它是连续的。

143.

是。它是连续的。

145.

k = −5 k = −5

147.

k = −1 k = −1

149.

k = 16 3 k = 16 3

151.

由于 s 和 y=ty=t 在处处连续,因此 h(t)=s(t)−th(t)=s(t)−t 在处处连续,特别地,它在闭区间 [2,5].[2,5]. 上连续。此外,h(2)=3>0h(2)=3>0 和 h(5)=−3<0.h(5)=−3<0.。因此,根据介值定理,存在一个值 x=cx=c 使得 h(c)=0.h(c)=0.

153.

函数 f(x)=2x−x3f(x)=2x−x3 在区间 [1.25,1.375][1.25,1.375] 上连续,并且在端点处具有相反的符号。

155.

a.

给定分段函数的图形,包含两个线段。第一个是 x^3,存在于 x < 1 的范围,在 (1,1) 处以空心圆结束。第二个是 3x,存在于 x > 1 的范围。它在 (1,3) 处以空心圆开始。


b. 无法重新定义 f(1)f(1),因为该间断点是跳跃间断点。

157.

答案可能不同;请参见以下示例:

一个包含多个线段的分段函数图形。第一个是递增的直线,存在于 x < -8 的范围,在 (-8,-8) 处以空心圆结束。第二个是递增的曲线,存在于 -8 <= x < -6 的范围。它从 (-8, 0) 处的实心圆开始,当 x 从左侧趋近于 -6 时趋向无穷大。第三个是点 (-6, 3) 处的实心圆。第四个是直线,存在于 -6 < x <= 3 的范围。它从 (-6, 2) 处的空心圆开始,在 (3,2) 处以实心圆结束。第五个是递增的直线,从 (3,3) 处的空心圆开始,存在于 x > 3 的范围。
159.

答案可能不同;请参见以下示例:

一个包含两部分的分段函数图形。第一部分是递增的曲线,存在于 x < 1 的范围。它在 (1,1) 处结束。第二部分是递增的直线,存在于 x > 1 的范围。它在 (1,3) 处开始。
161.

错误。它在 (−∞,0)∪(0,∞).(−∞,0)∪(0,∞). 上连续。

163.

错误。考虑 f(x)={x若x≠04若x=0.f(x)={x若x≠04若x=0.。

165.

错误。介值定理 只说明至少存在一个解;它不保证恰好存在一个解。考虑 f(x)=cos(x)f(x)=cos(x) 在 [−π,2π].[−π,2π]. 上。

167.

错误。介值定理 不可逆!考虑 (x−1)2(x−1)2 在区间 [−2,2].[−2,2]. 上。

169.

R = 0.0001519 m R = 0.0001519 m

171.

D = 345,826 km D = 345,826 km

173.

对于 a,f(a)a,f(a) 的所有值,limθ→af(θ)limθ→af(θ) 存在,并且 limθ→af(θ)=f(a).limθ→af(θ)=f(a).。因此,f(θ)f(θ) 在处处连续。

175.

无处

第2.5节 练习

177.

对于每个 ε>0,ε>0,,存在一个 δ>0,δ>0,,使得如果 0<|t−b|<δ,0<|t−b|<δ,,则 |g(t)−M|<ε|g(t)−M|<ε。

179.

对于每个 ε>0,ε>0,,存在一个 δ>0,δ>0,,使得如果 0<|x−a|<δ,0<|x−a|<δ,,则 |φ(x)−A|<ε|φ(x)−A|<ε。

181.

δ ≤ 0.25 δ ≤ 0.25

183.

δ ≤ 2 δ ≤ 2

185.

δ ≤ 1 δ ≤ 1

187.

δ < 0.3900 δ < 0.3900

189.

设 δ=ε.δ=ε.。如果 0<|x−3|<ε,0<|x−3|<ε,,则 |x+3−6|=|x−3|<ε.|x+3−6|=|x−3|<ε.。

191.

设 δ=ε4.δ=ε4.。如果 0<|x|<ε4,0<|x|<ε4,,则 |x4|=x4<ε.|x4|=x4<ε.。

193.

设 δ=ε2.δ=ε2.。如果 5−ε2<x<5,5−ε2<x<5,,则 |5−x|=5−x<ε.|5−x|=5−x<ε.。

195.

设 δ=ε/5.δ=ε/5.。如果 1−ε/5<x<1,1−ε/5<x<1,,则 |f(x)−3|=5x−5<ε.|f(x)−3|=5x−5<ε.。

197.

设 δ=3M.δ=3M.。如果 0<|x+1|<3M,0<|x+1|<3M,,则 f(x)=3(x+1)2>M.f(x)=3(x+1)2>M.。

199.

工程师必须在 12 厘米的每一侧切割,误差在 0.328 厘米以内;ε=8,δ=0.328,a=12,L=144ε=8,δ=0.328,a=12,L=144。

201.

答案可能不同。

203.

0

205.

lim x → a f x + lim x → a g x = L + M lim x → a f x + lim x → a g x = L + M

207.

答案可能不同。

复习练习

209.

错误

211.

错误。可能存在可去间断点。

213.

5

215.

8 / 7 8 / 7

217.

不存在

219.

2 / 3 2 / 3

221.

−4;

223.

由于 −1≤cos(2πx)≤1,−1≤cos(2πx)≤1,,因此 −x2≤x2cos(2πx)≤x2.−x2≤x2cos(2πx)≤x2.。由于 limx→0x2=0=limx→0−x2,limx→0x2=0=limx→0−x2,,可得 limx→0x2cos(2πx)=0.limx→0x2cos(2πx)=0.。

225.

[ 2 , ∞ ] [ 2 , ∞ ]

227.

c = −1 c = −1

229.

δ = ε 3 δ = ε 3

231.

0 m / sec 0 m / sec