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

9869

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

y

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

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]