2、m<0,n>0時(shí),
的值是( )
(A)
(B)0
(C)1
(D)![]()
1、![]()
是函數(shù)在點(diǎn)xo處存在極限的( )
(A)充分不必要條件 (B)必要不充分條件 (C)充要條件 (D)既不充分也不必要條件
2、函數(shù)的連續(xù)性
(1)函數(shù)連續(xù)性的概念:
①如果函數(shù)f(x)在x=x0處及其附近有定義,而且
,就說(shuō)函數(shù)f(x)在x=x0處連續(xù)。
注:函數(shù)f(x)在x=x0處連續(xù)必須具備三個(gè)條件:Ⅰ)函數(shù)f(x)在x=x0處及其附近有定義;Ⅱ)函數(shù)f(x)在x=x0處有極限;Ⅲ)函數(shù)f(x)在x=x0處的極限值等于這一點(diǎn)處的函數(shù)值f(x0)。
②右連續(xù)(或左連續(xù)):如果函數(shù)f(x)在x=x0處及其右側(cè)(或左側(cè))有定義,而且
(或
)。
③若函數(shù)f(x)在(a,b)內(nèi)每一點(diǎn)都連續(xù),且在a點(diǎn)右連續(xù),b點(diǎn)左連續(xù),則稱(chēng)f(x)在閉區(qū)間[a,b]上連續(xù)。
注:函數(shù)f(x)在(a,b)內(nèi)連續(xù),只要求在(a,b)內(nèi)每一點(diǎn)都連續(xù)即可,對(duì)在端點(diǎn)處是否連續(xù)不要求。
(2)函數(shù)連續(xù)性的運(yùn)算:
①若f(x),g(x)都在點(diǎn)x0處連續(xù),則f(x)±g(x),f(x)•g(x),
(g(x)≠0)也在點(diǎn)x0處連續(xù)。
②若u(x)都在點(diǎn)x0處連續(xù),且f(u)在u0=u(x0)處連續(xù),則復(fù)合函數(shù)f[u(x)]在點(diǎn)x0處連續(xù)。
(3)初等函數(shù)的連續(xù)性:
①基本初等函數(shù)(指數(shù)函數(shù),對(duì)數(shù)函數(shù),三角函數(shù)等)在定義域里每一點(diǎn)處都連續(xù)。
②基本初等函數(shù)及常數(shù)經(jīng)過(guò)有限次四則運(yùn)送所得到的函數(shù),都是初等函數(shù),初等函數(shù)在其定義域里每一點(diǎn)處的極限都等于該點(diǎn)的函數(shù)值。
![]()
![]()
(3)
![]()
圖甲表示的是f(x)在點(diǎn)x0處的左、右極限存在但不相等,即
不存在
圖乙表示的是f(x)在點(diǎn)x0處的左極限存在、右極限不存在,也屬于
不存在
圖丙表示的是
存在,但函數(shù)f(x)在點(diǎn)x0處沒(méi)有定義
圖丁表示的是
存在,但它不等于函數(shù)f(x)在點(diǎn)x0處的函數(shù)值。
注意:函數(shù)f(x)在x=x0處連續(xù)與函數(shù)f(x)在x=x0處有極限的聯(lián)系與區(qū)別!斑B續(xù)必有極限,有極限未必連續(xù)!
1、函數(shù)的極限
1) 當(dāng)x→∞時(shí)函數(shù)f(x)的極限:
1
;2
; 3 ![]()
當(dāng)自變量x取正值并且無(wú)限增大時(shí),如果函數(shù)f(x)無(wú)限趨近于一個(gè)常數(shù)a,就說(shuō)當(dāng)x趨向于正無(wú)窮大時(shí), 函數(shù)f(x)的極限是a,記作
,(或x→+∞時(shí),f(x)→a)
當(dāng)自變量x取負(fù)值并且無(wú)限增大時(shí),如果函數(shù)f(x)無(wú)限趨近于一個(gè)常數(shù)a,就說(shuō)當(dāng)x趨向于負(fù)無(wú)窮大時(shí), 函數(shù)f(x)的極限是a,記作
,(或x→-∞時(shí),f(x)→a)
注:自變量x→+∞和x→-∞都是單方向的,而x→∞是雙向的,故有以下等價(jià)命題
![]()
![]()
![]()
![]()
令
,分別求![]()
2) 當(dāng)x→x0時(shí)函數(shù)f(x)的極限:
1
; 2
; 3![]()
如果當(dāng)x從點(diǎn)x=x0左側(cè)(即x<x0)無(wú)限趨近于x0時(shí),函數(shù)f(x)無(wú)限趨近于常數(shù)a。就說(shuō)a是函數(shù)f(x)的左極限,記作
。
如果當(dāng)x從點(diǎn)x=x0右側(cè)(即x>x0)無(wú)限趨近于x0時(shí),函數(shù)f(x)無(wú)限趨近于常數(shù)a。就說(shuō)a是函數(shù)f(x)的右極限,記作
。
注:1
與函數(shù)f(x)在點(diǎn)x0處是否有定義及是否等于f(x0)都無(wú)關(guān)。
2![]()
![]()
![]()
。并且可作為一個(gè)判斷函數(shù)在一點(diǎn)處有無(wú)極限的重要工具。
注:極限不存在的三種形態(tài):①左極限不等于右極限![]()
;②
時(shí),
,③
時(shí),
的值不唯一。
4)函數(shù)極限的運(yùn)算法則:
若
,
,那么
;
;
;![]()
;
。
注:以上規(guī)則對(duì)于x→∞的情況仍然成立。
5)兩個(gè)重要的極限:
;和一個(gè)法則:羅必塔法則:![]()
2、平板車(chē)向右運(yùn)動(dòng)時(shí)比較復(fù)雜,只要去每次向左運(yùn)動(dòng)的路程的兩倍即可。而向左是勻減速的,故
第一次:S1 = ![]()
第二次:S2 =
= ![]()
![]()
第三次:S3 =
= ![]()
![]()
……
n次碰墻的總路程是:
ΣS = 2( S1
+ S2 + S3 + … + Sn )=
( 1 +
+
+ … +
)
=
( 1 +
+
+ … +
)
碰墻次數(shù)n→∞,代入其它數(shù)字,得:ΣS = 4.05 m
(學(xué)生活動(dòng))質(zhì)量為M 、程度為L(zhǎng)的木板固定在光滑水平面上,另一個(gè)質(zhì)量為m的滑塊以水平初速v0沖上木板,恰好能從木板的另一端滑下。現(xiàn)解除木板的固定(但無(wú)初速),讓相同的滑塊再次沖上木板,要求它仍能從另一端滑下,其初速度應(yīng)為多少?
解:由第一過(guò)程,得滑動(dòng)摩擦力f
=
。
第二過(guò)程應(yīng)綜合動(dòng)量和能量關(guān)系(“恰滑下”的臨界是:滑塊達(dá)木板的另一端,和木板具有共同速度,設(shè)為v ),設(shè)新的初速度為![]()
m
=( m + M )v
m
-
( m + M )v2 = fL
解以上三式即可。
答:
=
v0 。
物理情形:如圖17所示,在光滑的水平面上,質(zhì)量為M = 1 kg的平板車(chē)左端放有質(zhì)量為m = 2 kg的鐵塊,鐵塊與車(chē)之間的摩擦因素μ= 0.5 。開(kāi)始時(shí),車(chē)和鐵塊以共同速度v = 6 m/s向右運(yùn)動(dòng),車(chē)與右邊的墻壁發(fā)生正碰,且碰撞是彈性的。車(chē)身足夠長(zhǎng),使鐵塊不能和墻相碰。重力加速度g = 10 m/s2 ,試求:1、鐵塊相對(duì)車(chē)運(yùn)動(dòng)的總路程;2、平板車(chē)第一次碰墻后所走的總路程。
模型分析:
本模型介紹有兩對(duì)相互作用時(shí)的處理常規(guī)。能量關(guān)系介紹摩擦生熱定式的應(yīng)用。由于過(guò)程比較復(fù)雜,動(dòng)量分析還要輔助以動(dòng)力學(xué)分析,綜合程度較高。
由于車(chē)與墻壁的作用時(shí)短促而激烈的,而鐵塊和車(chē)的作用是舒緩而柔和的,當(dāng)兩對(duì)作用同時(shí)發(fā)生時(shí),通常處理成“讓短時(shí)作用完畢后,長(zhǎng)時(shí)作用才開(kāi)始”(這樣可以使問(wèn)題簡(jiǎn)化)。在此處,車(chē)與墻壁碰撞時(shí),可以認(rèn)為鐵塊與車(chē)的作用尚未發(fā)生,而是在車(chē)與墻作用完了之后,才開(kāi)始與鐵塊作用。
規(guī)定向右為正向,將矢量運(yùn)算化為代數(shù)運(yùn)算。
車(chē)第一次碰墻后,車(chē)速變?yōu)椋璿 ,然后與速度仍為v的鐵塊作用,動(dòng)量守恒,作用完畢后,共同速度v1 =
=
,因方向?yàn)檎爻瘔\(yùn)動(dòng)。
(學(xué)生活動(dòng))車(chē)會(huì)不會(huì)達(dá)共同速度之前碰墻?動(dòng)力學(xué)分析:車(chē)離墻的最大位移S =
,反向加速的位移S′=
,其中a = a1
=
,故S′< S ,所以,車(chē)碰墻之前,必然已和鐵塊達(dá)到共同速度v1 。
車(chē)第二次碰墻后,車(chē)速變?yōu)椋璿1 ,然后與速度仍為v1的鐵塊作用,動(dòng)量守恒,作用完畢后,共同速度v2
=
=
=
,因方向?yàn)檎爻瘔\(yùn)動(dòng)。
車(chē)第三次碰墻,……共同速度v3 =
=
,朝墻運(yùn)動(dòng)。
……
以此類(lèi)推,我們可以概括鐵塊和車(chē)的運(yùn)動(dòng)情況--
鐵塊:勻減速向右→勻速向右→勻減速向右→勻速向右……
平板車(chē):勻減速向左→勻加速向右→勻速向右→勻減速向左→勻加速向右→勻速向右……
顯然,只要車(chē)和鐵塊還有共同速度,它們總是要碰墻,所以最后的穩(wěn)定狀態(tài)是:它們一起停在墻角(總的末動(dòng)能為零)。
1、全程能量關(guān)系:對(duì)鐵塊和車(chē)系統(tǒng),-ΔEk =ΔE內(nèi) ,且,ΔE內(nèi) = f滑 S相 ,
即:
(m + M)v2 = μmg·S相
代入數(shù)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(
)
這就是最后的解。
(一個(gè)附屬結(jié)果:質(zhì)點(diǎn)相對(duì)半球的瞬時(shí)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、將v1 、v的替代式代入①式解v2即可。結(jié)果:v2 = ![]()
(學(xué)生活動(dòng))思考:球形鉸鏈觸地前一瞬,左球、鉸鏈和右球的速度分別是多少?
解:由兩桿不可形變,知三球的水平速度均為零,θ為零。一個(gè)能量方程足以解題。
答:0 、
、0 。
(學(xué)生活動(dòng))思考:當(dāng)兩桿夾角為90°時(shí),右邊小球的位移是多少?
解:水平方向用“反沖位移定式”,或水平方向用質(zhì)心運(yùn)動(dòng)定律。
答:
。
進(jìn)階應(yīng)用:在本講模型“四、反沖……”的“進(jìn)階應(yīng)用”(見(jiàn)圖8)中,當(dāng)質(zhì)點(diǎn)m滑到方位角θ時(shí)(未脫離半球),質(zhì)點(diǎn)的速度v的大小、方向怎樣?
解說(shuō):此例綜合應(yīng)用運(yùn)動(dòng)合成、動(dòng)量守恒、機(jī)械能守恒知識(shí),數(shù)學(xué)運(yùn)算比較繁復(fù),是一道考查學(xué)生各種能力和素質(zhì)的難題。
據(jù)運(yùn)動(dòng)的合成,有:
=
+
=
- ![]()
其中
必然是沿地面向左的,為了書(shū)寫(xiě)方便,我們?cè)O(shè)其大小為v2 ;
必然是沿半球瞬時(shí)位置切線(xiàn)方向(垂直瞬時(shí)半徑)的,設(shè)大小為v相 。根據(jù)矢量減法的三角形法則,可以得到
(設(shè)大小為v1)的示意圖,如圖16所示。同時(shí),我們將v1的x、y分量v1x和v1y也描繪在圖中。
由圖可得:v1y =(v2 + v1x)tgθ ①
質(zhì)點(diǎn)和半球系統(tǒng)水平方向動(dòng)量守恒,有:Mv2 = mv1x ②
對(duì)題設(shè)過(guò)程,質(zhì)點(diǎn)和半球系統(tǒng)機(jī)械能守恒,有:mgR(1-cosθ) =
M
+
m
,即:
mgR(1-cosθ) =
M
+
m(
+
)
③
三個(gè)方程,解三個(gè)未知量(v2 、v1x 、v1y)是可行的,但數(shù)學(xué)運(yùn)算繁復(fù),推薦步驟如下--
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