9869
.pdfy
y C
C
0 |
x |
x |
Рис. 33
II. Степенная функция y x .
а) – целое число.
Если – четное, то D R, E y y 0 .
y
y x ( - четное, целое)
0 |
x |
|
Рис. 34 |
Если – нечетное, то D R, E R. |
|
y |
y x ( - нечетное, целое) |
|
0 |
|
x |
|
|
|
Рис. 35 |
Графики функции y x |
( – целое) показаны на рис. 36 и рис. 37 |
||
соответственно. |
|
|
|
В случае |
если |
– четное, D R \ 0 – множество всех |
действительных чисел, кроме нуля, E y y 0 .
41
y
y x ( - четное)
0 x
|
Рис. 36 |
В случае если – нечетное, D R \ 0 , E R \ 0 . |
|
y |
y x ( - нечетное) |
|
0 |
|
|
|
|
x |
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рис. 37 |
|||||||||
б) – рациональное, то есть |
m |
, m, n , n 0 ; |
||||||||||||||||
n |
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
m |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
y x x |
|
n xm . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
n |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
||
Пример графика функции y x |
|
|
или y |
x |
. (См. рис. 38). |
|||||||||||||
2 |
||||||||||||||||||
D x |
|
x 0 , E y |
|
y 0 . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
y |
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
y x 2 |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
0 1 |
4 |
|
|
x |
Рис. 38
2
Пример графика функции y x 3 или y 3 x2 .(См. рис.39).
D R , E y y 0 .
42
|
y |
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
y x 3 |
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
-8 |
|
0 |
1 |
8 |
x |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
Рис. 39 |
|
|
|
III. Показательная функция |
|
|
|
|
|
|
y ax a 0, a 1 , |
D R , |
E : y 0 . |
|
|
|
|
y |
|
|
y |
|
|
|
y ax a 0 |
|
|
y ax 0 a 1 |
1
0 |
x |
Рис. 40
1
0 |
x |
Рис. 41
IV. Логарифмическая функция |
|
y log a x a 0,a 1 , D x x 0 , |
E R |
y |
|
y |
y log a |
x 0 a 1 |
|
|
|||
|
|
|
||
y log a |
x a 1 |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
0 1 |
x |
0 |
|
x |
|
|
|
Рис. 42 |
Рис. 43 |
V. Тригонометрические функции
а) y sin x , D R , |
E 1;1 . |
|
43 |
y
|
|
|
2 |
||
|
1
0 |
|
|
x |
|
|||
|
2 |
|
|
-1
Рис. 44
б) y cos x , D R , E 1;1 . y
|
3 |
|
|
|
2 |
|
2 |
1
0 |
|
|
3 |
x |
|
||||
|
2 |
|
2 |
|
-1
Рис. 45
|
|
|
|
|
в) y tg x , |
|
|
– множество всех |
|
D R \ |
n, n Z |
|
||
|
2 |
|
|
|
действительных чисел R , за исключением точек |
|
n , n , E R. |
||
|
|
|
2 |
|
44
|
3 |
|
|
|
2 |
|
2 |
y
0 |
|
|
3 |
|
2 |
|
2 |
Рис. 46
x
г) y ctg x , D R \ n,n Z , E R.
y
|
|
0 |
|
|
3 |
|
2 |
|
2 |
|
2 |
Рис. 47
x
IV. Обратные тригонометрические функции
а) y arcsin x , D 1;1 , E |
|
|
; |
|
|
|
. |
||
|
|
2 |
|
2 |
45 |
|
|
|
|
y
2
-1 |
0 |
1 |
x |
2 Рис. 48
б) y arccos x , D 1;1 , E 0; .
y
2
-1 0 |
|
1 |
|
x |
Рис. 49 |
|
|
|
; |
|
|
в) y arctg x , D R , E |
|
|
|
||
|
|
2 |
|
2 |
|
y
2
0
2
x
Рис. 50
г) y arcctg x , D R , E 0;
46
y
2
0 |
x |
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 |
|
x |
формулой своего общего члена x |
n |
. |
|
||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
Пример. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
– |
|
числовая |
последовательность |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
1 |
|
1 |
|
1 |
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
, |
|
, |
|
, |
, |
|
|
|
, |
, |
так |
|
|
как xn |
|
|
– формула общего |
члена |
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
n 1 |
||||||||||||||||||||||||||||||||
2 3 4 |
|
1 |
n |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
последовательности. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
При n 1: |
x |
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
1 |
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
1 1 |
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
При n 2 : x |
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
1 |
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
2 |
2 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
При |
n 3: |
x |
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
1 |
и т.д. |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
3 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
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 |
47
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).
x1 |
xN 1 |
xN 2 xn |
x2 |
a |
a |
|
a |
|
|
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 . |
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
Пример. Доказать по определению, что lim |
1 |
0 . |
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n n |
|
|
|
||
|
|
|
Решение. |
Возьмем любое |
сколь угодно |
малое |
0 . |
Имеем: |
||||||||||
|
0 |
|
, когда |
1 |
или |
n |
1 |
. Значит существует такой номер |
N , |
|||||||||
|
1 |
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
n |
|
|
|
|
n |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
равный целой |
части числа |
|
1 |
, |
то есть такое |
|
целое |
число |
N , |
что |
||||||||
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
48
|
1 |
|
|
1 |
|
|
N |
|
N 1, 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 |
|||||||||||||||
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
0,2 |
N |
|
|
5, |
при 0,01 |
N |
|
100 . |
|
||||||||
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
0,2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,01 |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
N 2 |
1 |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
N 3 |
N 1 |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
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 lim yn b, то |
n |
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 |
|
|||
4) |
lim |
xn |
yn lim xn lim yn a b ; |
|||||||||||||
|
n |
|
|
|
|
|
n |
|
|
|
n |
|
||||
|
|
|
x |
n |
|
lim xn |
|
a |
, если b 0; |
|||||||
5) |
lim |
|
|
n |
|
|
|
|
||||||||
|
y |
|
|
lim y |
|
b |
||||||||||
|
n |
|
n |
|
n |
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
n |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6) |
lim |
1 |
|
0, если lim x a . |
||||||||||||
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
n x |
|
|
|
|
|
|
|
n |
|
n |
|
||||
|
n |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
49 |
|
Пусть требуется найти предел |
lim |
xn |
отношения |
двух |
||
y |
|
|||||
|
n |
n |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
последовательностей, сходящихся к бесконечности, |
то есть |
lim xn |
и |
|||
|
|
|
|
|
n |
|
lim yn .
n
Непосредственно применить свойство о пределе частного двух последовательностей нельзя. Предварительно необходимо преобразовать
выражение |
xn |
к виду, допускающему применение указанных свойств. В |
||||
yn |
||||||
|
|
|
|
|
||
связи с этим |
выражение |
|
|
называется неопределенностью, а его |
||
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
преобразование к виду, позволяющему найти предел – раскрытие неопределенности.
0
Заметим, что выражение , когда последовательности в числителе
0
и 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 1 |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
n |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n3 |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
n3 |
|
|
n3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
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.
50