Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

9002

.pdf
Скачиваний:
0
Добавлен:
25.11.2023
Размер:
2.13 Mб
Скачать

( - четное)

0

Рис. 36

В случае если – нечетное, D R \ 0 , E R \ 0 .

( - нечетное)

0

 

 

Рис. 37

 

б) – рациональное, то есть m , m, n , n 0 ;

 

n

 

m

 

 

y x x n n xm .

 

 

1

 

x . (См. рис. 38). D x x 0 ,

Пример графика функции y x 2

или y

E y y 0 .

2

1

0

1

4

Рис. 38

2

Пример графика функции y x 3 или y 3 x2 .(См. рис.39).

D R , E y y 0 .

40

4

1

-8

0

1

 

 

Рис. 39

III. Показательная функция

 

y a x a 0, a 1 , D R ,

E : y 0 .

1

 

 

 

1

 

 

 

 

0

0

 

 

Рис. 40

 

IV. Логарифмическая функция

 

y loga x

a 0, a 1 , D x

 

x 0 ,

E R

 

1

0

1

0

 

Рис. 42

V. Тригонометрические функции

а) y sin x , D R ,

E 1;1 .

41

8

Рис. 41

Рис. 43

1

0

-1

Рис. 44

б) y cos x , D R , E 1;1 .

1

 

 

 

0

 

 

 

-1

 

 

 

Рис. 45

 

 

 

 

 

 

 

в) y tg x , D R \

 

n, n Z – множество всех действительных чисел

 

2

 

R , за исключением точек

 

n , n , E R .

 

2

 

 

0

Рис. 46

г) y ctg x , D R \ n, n Z , E R .

42

0

Рис. 47

IV. Обратные тригонометрические функции

а) y arcsin x , D 1;1 , E

 

;

.

 

 

2

 

 

 

 

 

2

-1

0

1

Рис. 48

б) y arccosx , D 1;1 , E 0; .

-1

0

1

Рис. 49

43

 

 

 

;

 

в) y arctg x , D R , E

 

 

 

 

2

 

2

0

Рис. 50

г) y arcctg x , D R , E 0;

0

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 51

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Предел числовой последовательности

 

 

 

 

 

 

 

Функция

y f n , заданная на множестве всех натуральных чисел n

называется числовой

последовательностью и обозначается

xn ,

где

элемент

xn f n

соответствует номеру n . Будем задавать числовую последовательность

xn формулой своего общего члена xn .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

1

 

1

 

1

 

 

1

 

 

Пример.

 

 

 

– числовая последовательность

 

 

,

 

 

,

 

, ,

 

 

 

, , так

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n 1

 

 

2 3 4

1

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

как xn

 

1

 

– формула общего члена последовательности.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

44

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

При n 1: x

 

 

1

 

 

1

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

1 1

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

При n 2 : x2

 

1

 

 

 

 

1

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 1

3

 

 

 

 

 

 

 

При n 3: x

 

1

 

 

 

1

 

и т.д.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

3 1

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пределом числовой последовательности xn называется конечное

действительное число

 

 

a ,

 

если

для любого

 

сколь угодно малого числа 0

существует такое натуральное число N , что для всех членов последовательности с

номерами n N выполняется

неравенство

 

xn a

 

. В краткой записи это

 

 

выглядит так:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0 N n N

xn a

 

и обозначается: lim xn

a .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Определим – окрестность точки a как множество всех x , удовлетворяющих условию: x a , что эквивалентно двойному неравенству: a x a .

Тогда понятие предела геометрически означает, что какую бы малую – окрестность точки a не взяли, найдется такой номер N , начиная с которого все последующие члены последовательности будут находиться в этой окрестности (См. рис. 52).

Рис. 52

Последовательность, имеющая конечный предел, называется сходящейся или стремящейся к этому пределу, а неимеющая конечного предела – расходящейся. «Стремление» последовательности xn к своему пределу a будем обозначать как xn a .

45

Пример. Доказать по определению, что lim 1 0 .

n n

Решение. Возьмем любое сколь угодно малое 0 . Имеем: 1n 0 , когда

1n или n 1 . Значит существует такой номер N , равный целой части числа 1 ,

 

N

 

 

N

1

N 1

 

 

1

 

то есть такое целое число

,

что

 

, то есть

N

 

, начиная с

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

которого все последующие члены с номерами N , N 1, N 2, N 3, ... будут находиться в – окрестности точки x 0, то есть в интервале ; . (См. рис.53).

При 0,2

 

1

 

 

при 0,01

 

1

 

N

 

 

5,

N

 

 

100.

 

 

 

0,2

 

 

 

 

0,01

 

0

 

 

Рис. 53

 

 

 

Замечание.

 

 

 

 

 

 

lim xn

означает, что 0

N ,

n N xn

;

 

n

 

 

 

 

 

 

 

lim xn

означает, что 0

N ,

n N xn

.

 

n

 

 

 

 

 

 

 

При вычислении пределов числовой последовательности полезно использовать

следующие

их свойства, если существуют конечные пределы

lim xn a

и

 

 

 

 

 

 

n

 

lim yn b, то

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

1) lim c c , c const ;

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

2) lim c xn c lim xn

c a ,

c const ;

 

 

 

n

n

 

 

 

 

 

 

3) lim xn yn lim xn

lim yn

a b ;

 

 

 

n

n

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

46

 

 

 

4) lim xn

yn lim xn

lim yn a b ;

 

n

 

 

 

 

n

 

n

 

 

 

 

 

 

 

x

n

 

lim xn

 

a

 

 

 

 

 

 

5) lim

 

 

n

 

 

 

, если b

0;

 

 

 

y

 

 

lim y

 

b

 

 

 

n

n

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6) lim

 

1

 

0, если lim xn a .

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пусть требуется найти предел

lim

 

xn

отношения двух последовательностей,

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

сходящихся к бесконечности, то есть

lim xn

и lim yn .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

n

Непосредственно

 

применить

свойство о пределе частного двух

последовательностей нельзя. Предварительно необходимо преобразовать выражение

xn к виду, допускающему применение указанных свойств. В связи с этим выражение

yn

называется неопределенностью, а его преобразование к виду, позволяющему

найти предел – раскрытие неопределенности.

0

Заметим, что выражение , когда последовательности в числителе и

0

знаменателе стремятся к нулю, также называются неопределенностью.

Пример. Вычислить lim

n2

2n 3

.

 

n

3

1

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Решение. Разделим числитель и знаменатель на n3 – наибольшую из степеней n в числителе и знаменателе:

 

 

n2

 

 

 

2n

 

3

 

1

 

2

 

 

3

 

 

lim

n3

 

 

n3

n3

 

lim

n

n2

n3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

3

 

 

1

 

 

 

 

 

 

1

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n3

 

 

 

 

 

 

 

n3

 

n3

 

 

 

 

 

 

 

 

47

 

lim

1

2 lim

1

 

3lim

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0 2 0 3 0

 

0

 

 

n n

n n2

 

n n3

 

 

 

0 .

 

 

1

 

 

1 0

1

 

 

 

1 lim

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n n3

 

 

 

 

 

 

 

Предел функции.

Пределом функции y f x в точке x x0 называется такое число A , что для

любой последовательности

xn значений аргумента x , сходящейся к числу

x0 ,

последовательность yn ,

yn

f xn соответствующих

значений функции

y

стремится к этому числу A и обозначается: lim f x A.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x x0

 

 

При нахождении пределов функций нужно использовать следующие свойства

предела функции: если существуют конечные пределы lim f x и lim g x , то

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x a

x a

 

1)

lim c f x c lim f x , c const ;

 

 

 

x a

 

 

 

x a

 

 

 

 

 

 

2)

lim f x g x lim f x lim g x ;

 

 

 

x a

 

 

 

 

x a

 

x a

 

 

3)

lim f x g x lim f x lim g x ;

 

 

 

x a

 

 

 

 

x a

 

x a

 

 

4)

lim

1

 

0 (или ), если lim f x (или 0);

 

 

f x

 

 

 

x a

 

 

 

 

 

 

x a

 

 

 

 

f x

 

lim f x

, если lim g x 0 .

 

 

5)

lim

 

 

 

x a

 

 

 

 

g x

lim g x

 

 

 

x a

 

 

 

x a

 

 

 

 

 

 

 

x a

 

 

 

 

 

 

 

 

Пример. Вычислить lim

x2

1

.

 

 

3x2

x

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

Решение: Разделим числитель и знаменатель на x 2 , получим:

lim x2 1

n 3x2 x

 

 

 

 

 

 

 

x2

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

2

 

x

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

lim

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3x

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x2

x2

 

 

1

 

1

 

 

 

lim

 

x2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

3

 

1

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

48

 

lim1 lim

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x2

 

 

 

 

 

1 0

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

x

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

lim3 lim

 

1

 

 

 

 

 

 

 

3 0

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

При нахождении пределов функций также полезно знать первый

замечательный предел: lim

sin x

 

 

1 и следствия из него:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x 0

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

lim

tg x

 

 

1;

lim

arcsin x

 

1;

 

lim

arctg x

1;

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x 0

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

x

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

и второй замечательный предел:

 

lim 1

 

 

 

 

 

lim 1 x

 

e .

 

 

 

 

 

x

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

Пример. Вычислить предел

 

 

 

lim

 

sin 2x

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x 0

arctg 3x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Решение.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

lim

sin 2x

 

 

 

 

0

 

 

2

 

lim

sin 2x

 

 

 

 

3x

 

 

 

 

 

 

 

 

arctg 3x

 

 

0

 

3

 

 

 

 

 

2x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x 0

 

 

 

 

 

 

 

x 0

 

 

 

 

 

 

 

arctg3x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

lim

sin 2x

lim

 

 

3x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 x 0

2x

 

 

 

 

 

 

 

x 0

arctg3x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t 2x

 

 

 

sin t

 

 

 

 

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

lim

lim

 

 

 

 

 

 

 

 

2

1 1

2

.

 

 

 

 

y 3x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 t

0

 

 

t

 

 

 

 

y 0

arctgy

3

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

2

Пример. Вычислить предел lim 1 3x x .

x 0

Решение.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

1

1

 

3 x

x

lim 3 x

2

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

lim 1 3x x

1

lim

3x 3 x

 

ex 0

x e

 

 

 

 

.

 

e

6

x 0

 

 

 

 

 

 

x 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Общий метод (правило Лопиталя) вычисления пределов в случаях

неопределенности

 

0

 

и

 

рассматривается в дифференциальном исчислении.

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

49

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]