2、m<0,n>0时,的值是( )
(A) (B)0 (C)1 (D)
1、是函数在点xo处存在极限的( )
(A)充分不必要条件 (B)必要不充分条件 (C)充要条件 (D)既不充分也不必要条件
2、函数的连续性
(1)函数连续性的概念:
①如果函数f(x)在x=x0处及其附近有定义,而且,就说函数f(x)在x=x0处连续。
注:函数f(x)在x=x0处连续必须具备三个条件:Ⅰ)函数f(x)在x=x0处及其附近有定义;Ⅱ)函数f(x)在x=x0处有极限;Ⅲ)函数f(x)在x=x0处的极限值等于这一点处的函数值f(x0)。
②右连续(或左连续):如果函数f(x)在x=x0处及其右侧(或左侧)有定义,而且(或)。
③若函数f(x)在(a,b)内每一点都连续,且在a点右连续,b点左连续,则称f(x)在闭区间[a,b]上连续。
注:函数f(x)在(a,b)内连续,只要求在(a,b)内每一点都连续即可,对在端点处是否连续不要求。
(2)函数连续性的运算:
①若f(x),g(x)都在点x0处连续,则f(x)±g(x),f(x)•g(x),(g(x)≠0)也在点x0处连续。
②若u(x)都在点x0处连续,且f(u)在u0=u(x0)处连续,则复合函数f[u(x)]在点x0处连续。
(3)初等函数的连续性:
①基本初等函数(指数函数,对数函数,三角函数等)在定义域里每一点处都连续。
②基本初等函数及常数经过有限次四则运送所得到的函数,都是初等函数,初等函数在其定义域里每一点处的极限都等于该点的函数值。
(3)
图甲表示的是f(x)在点x0处的左、右极限存在但不相等,即不存在
图乙表示的是f(x)在点x0处的左极限存在、右极限不存在,也属于不存在
图丙表示的是存在,但函数f(x)在点x0处没有定义
图丁表示的是存在,但它不等于函数f(x)在点x0处的函数值。
注意:函数f(x)在x=x0处连续与函数f(x)在x=x0处有极限的联系与区别。“连续必有极限,有极限未必连续。”
1、函数的极限
1) 当x→∞时函数f(x)的极限:
1;2; 3
当自变量x取正值并且无限增大时,如果函数f(x)无限趋近于一个常数a,就说当x趋向于正无穷大时, 函数f(x)的极限是a,记作,(或x→+∞时,f(x)→a)
当自变量x取负值并且无限增大时,如果函数f(x)无限趋近于一个常数a,就说当x趋向于负无穷大时, 函数f(x)的极限是a,记作,(或x→-∞时,f(x)→a)
注:自变量x→+∞和x→-∞都是单方向的,而x→∞是双向的,故有以下等价命题
令,分别求
2) 当x→x0时函数f(x)的极限:
1; 2; 3
如果当x从点x=x0左侧(即x<x0)无限趋近于x0时,函数f(x)无限趋近于常数a。就说a是函数f(x)的左极限,记作。
如果当x从点x=x0右侧(即x>x0)无限趋近于x0时,函数f(x)无限趋近于常数a。就说a是函数f(x)的右极限,记作。
注:1与函数f(x)在点x0处是否有定义及是否等于f(x0)都无关。
2。并且可作为一个判断函数在一点处有无极限的重要工具。
注:极限不存在的三种形态:①左极限不等于右极限;②时,,③时,的值不唯一。
4)函数极限的运算法则:
若,,那么;;
;;。
注:以上规则对于x→∞的情况仍然成立。
5)两个重要的极限:;和一个法则:罗必塔法则:
2、平板车向右运动时比较复杂,只要去每次向左运动的路程的两倍即可。而向左是匀减速的,故
第一次:S1 =
第二次:S2 = =
第三次:S3 = =
……
n次碰墙的总路程是:
ΣS = 2( S1 + S2 + S3 + … + Sn )= ( 1 + + + … + )
= ( 1 + + + … + )
碰墙次数n→∞,代入其它数字,得:ΣS = 4.05 m
(学生活动)质量为M 、程度为L的木板固定在光滑水平面上,另一个质量为m的滑块以水平初速v0冲上木板,恰好能从木板的另一端滑下。现解除木板的固定(但无初速),让相同的滑块再次冲上木板,要求它仍能从另一端滑下,其初速度应为多少?
解:由第一过程,得滑动摩擦力f = 。
第二过程应综合动量和能量关系(“恰滑下”的临界是:滑块达木板的另一端,和木板具有共同速度,设为v ),设新的初速度为
m =( m + M )v
m - ( m + M )v2 = fL
解以上三式即可。
答:= v0 。
物理情形:如图17所示,在光滑的水平面上,质量为M = 1 kg的平板车左端放有质量为m = 2 kg的铁块,铁块与车之间的摩擦因素μ= 0.5 。开始时,车和铁块以共同速度v = 6 m/s向右运动,车与右边的墙壁发生正碰,且碰撞是弹性的。车身足够长,使铁块不能和墙相碰。重力加速度g = 10 m/s2 ,试求:1、铁块相对车运动的总路程;2、平板车第一次碰墙后所走的总路程。
模型分析:本模型介绍有两对相互作用时的处理常规。能量关系介绍摩擦生热定式的应用。由于过程比较复杂,动量分析还要辅助以动力学分析,综合程度较高。
由于车与墙壁的作用时短促而激烈的,而铁块和车的作用是舒缓而柔和的,当两对作用同时发生时,通常处理成“让短时作用完毕后,长时作用才开始”(这样可以使问题简化)。在此处,车与墙壁碰撞时,可以认为铁块与车的作用尚未发生,而是在车与墙作用完了之后,才开始与铁块作用。
规定向右为正向,将矢量运算化为代数运算。
车第一次碰墙后,车速变为-v ,然后与速度仍为v的铁块作用,动量守恒,作用完毕后,共同速度v1 = = ,因方向为正,必朝墙运动。
(学生活动)车会不会达共同速度之前碰墙?动力学分析:车离墙的最大位移S = ,反向加速的位移S′= ,其中a = a1 = ,故S′< S ,所以,车碰墙之前,必然已和铁块达到共同速度v1 。
车第二次碰墙后,车速变为-v1 ,然后与速度仍为v1的铁块作用,动量守恒,作用完毕后,共同速度v2 = = = ,因方向为正,必朝墙运动。
车第三次碰墙,……共同速度v3 = = ,朝墙运动。
……
以此类推,我们可以概括铁块和车的运动情况--
铁块:匀减速向右→匀速向右→匀减速向右→匀速向右……
平板车:匀减速向左→匀加速向右→匀速向右→匀减速向左→匀加速向右→匀速向右……
显然,只要车和铁块还有共同速度,它们总是要碰墙,所以最后的稳定状态是:它们一起停在墙角(总的末动能为零)。
1、全程能量关系:对铁块和车系统,-ΔEk =ΔE内 ,且,ΔE内 = f滑 S相 ,
即:(m + M)v2 = μmg·S相
代入数字得:S相 = 5.4 m
3、由 = + 解v1 ,得:v1 =
v1的方向:和水平方向成α角,α= arctg = arctg()
这就是最后的解。
(一个附属结果:质点相对半球的瞬时角速度 ω = = 。)
2、代入③式解v2 ,得:v2 =
1、由①、②式得:v1x = v2 , v1y = (tgθ) v2
3、将v1 、v的替代式代入①式解v2即可。结果:v2 =
(学生活动)思考:球形铰链触地前一瞬,左球、铰链和右球的速度分别是多少?
解:由两杆不可形变,知三球的水平速度均为零,θ为零。一个能量方程足以解题。
答:0 、 、0 。
(学生活动)思考:当两杆夹角为90°时,右边小球的位移是多少?
解:水平方向用“反冲位移定式”,或水平方向用质心运动定律。
答: 。
进阶应用:在本讲模型“四、反冲……”的“进阶应用”(见图8)中,当质点m滑到方位角θ时(未脱离半球),质点的速度v的大小、方向怎样?
解说:此例综合应用运动合成、动量守恒、机械能守恒知识,数学运算比较繁复,是一道考查学生各种能力和素质的难题。
据运动的合成,有:
= + = -
其中必然是沿地面向左的,为了书写方便,我们设其大小为v2 ;必然是沿半球瞬时位置切线方向(垂直瞬时半径)的,设大小为v相 。根据矢量减法的三角形法则,可以得到(设大小为v1)的示意图,如图16所示。同时,我们将v1的x、y分量v1x和v1y也描绘在图中。
由图可得:v1y =(v2 + v1x)tgθ ①
质点和半球系统水平方向动量守恒,有:Mv2 = mv1x ②
对题设过程,质点和半球系统机械能守恒,有:mgR(1-cosθ) = M + m ,即:
mgR(1-cosθ) = M + m( + ) ③
三个方程,解三个未知量(v2 、v1x 、v1y)是可行的,但数学运算繁复,推荐步骤如下--
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