- •1. Понятие предела функции. Простейшие примеры
- •2. Линейность предела
- •3. Типовые пределы с неопределенностью вида и метод их решения
- •4. Пределы с неопределенностью вида
- •5. Метод умножения числителя и знаменателя на сопряженное выражение
- •6. Первый замечательный предел
- •7. Метод замены переменной
- •8. Второй замечательный предел
- •9. Формула для устранения неопределённости
- •10. Порядок роста функции
- •11. Сравнение бесконечно больших функций
- •12. Если «икс» стремится к «минус бесконечности»
- •13. Устранение неопределённости вида
- •14. Что является, а что не является неопределённостью?
- •15. Неопределённость
- •16. Понятие числовой последовательности и её предела
- •17. Методы нахождения пределов числовых последовательностей
- •18. Решения и ответы
Следующие пределы для самостоятельного решения:
Пример 4
Вычислить пределы функций
а) |
lim |
x2 |
|||
|
|
|
|||
|
x x3 4x 3 |
||||
б) |
lim |
5 3x 2x2 x3 |
|
||
2x |
|||||
|
x |
||||
|
|
|
|
||
в) |
lim |
x3 (4 7x2 ) |
|||
4x5 7x3 13x 28 |
|||||
|
x |
Не ленимся и ОБЯЗАТЕЛЬНО прикладываемся карандашом к бумаге – иначе толку будет мало! Краткие решения и ответы в конце методички.
4. Пределы с неопределенностью вида 0
0
Группа следующих пределов чем-то похожа на только что рассмотренные пределы: в числителе и знаменателе находятся многочлены, но «икс» стремится уже не к бесконечности, а к конечному числу.
Пример 5
Решить предел |
lim |
2x2 |
3x 5 |
|
x 1 |
||
|
x 1 |
|
|
|
|
|
Сначала попробуем подставить -1 в дробь:
2( 1)2 3 ( 1) 5 01 1 0
Таким образом, у нас выявилась неопределенность вида 00 .
! Внимание: Этот приём нам помог лишь выявить неопределённость. На самом деле «икс» бесконечно близко приближается к -1, но вовсе не принимает это значение! И поэтому здесь подразумевается не два нуля, а деление бесконечно малого числа на
бесконечно малое число.
Общее правило: если в числителе и знаменателе находятся многочлены, и
имеется неопределенности вида 00 , то для её раскрытия нужно разложить числитель и знаменатель на множители.
Для этого чаще всего нужно решить квадратное уравнение и (или) использовать формулы сокращенного умножения (см. Приложение Горячие школьные формулы).
© Емелин А., http://mathprofi.ru, Высшая математика – просто и доступно! |
11 |
|
Итак, решаем наш предел
lim |
2x2 |
3x 5 |
|
0 |
(*) |
|
x 1 |
0 |
|||
x 1 |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
Разложим числитель и знаменатель на множители
Для того чтобы разложить числитель на множители, нужно решить соответствующее квадратное уравнение:
2x2 3x 5 0
Сначала находим дискриминант:
D( 3)2 4 2 ( 5) 9 40 49
Иквадратный корень из него: D 49 7 .
В случае если дискриминант большой, например 361, используем калькулятор (функция извлечения квадратного корня есть даже на простом калькуляторе).
! Если корень не извлекается нацело (получается дробное число с запятой), очень вероятно, что дискриминант вычислен неверно либо в задании опечатка.
Далее находим корни:
x ( 3) 7 |
|
3 7 |
|
4 1 |
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
1 |
|
|
2 2 |
4 |
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
x |
( 3) 7 |
|
3 7 |
|
10 |
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
2 |
|
|
2 2 |
4 |
|
4 |
|
2 |
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
Таким образом: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
5 |
|
||||
2x |
|
3x 5 2 x ( 1) x |
|
|
|
|
2 x 1 x |
|
|
(x 1)(2x 5) |
||||||||
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
2 |
|
Всё. Числитель на множители разложен.
Знаменатель x 1. В знаменателе раскладывать нечего, и решение продолжается:
(*) lim |
(x 1)(2x 5) |
(*) |
|
x 1 |
|||
x 1 |
|
||
|
|
Сокращаем дробь на (x 1) :
(*)lim (2x 5) (*)
x 1
Теперь и подставляем -1 в выражение, которое осталось под знаком предела:
(*) 2 ( 1) 5 2 5 7
Естественно, в контрольной работе, на зачете, экзамене так подробно решение не расписывают. В чистовом варианте оформление должно выглядеть примерно так:
© Емелин А., http://mathprofi.ru, Высшая математика – просто и доступно! |
12 |
|
lim |
2x2 |
3x 5 |
|
0 |
|
(*) |
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
x 1 |
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
x 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Разложим числитель на множители: |
|||||||||||||||||||||||
2x2 3x 5 0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
D ( 3)2 4 2 ( 5) 9 40 49 |
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
D |
49 7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
x ( 3) 7 |
|
3 7 |
|
4 1 |
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|||||||||||||||||||||
1 |
|
|
|
2 2 |
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
x |
( 3) 7 |
|
3 7 |
|
10 |
|
5 |
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
2 |
|
|
|
|
2 2 |
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
4 |
|
2 |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|||
2x |
|
|
3x 5 2 x 1 x |
|
|
(x |
1)(2x 5) |
||||||||||||||||
|
|
2 |
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(*) lim |
(x 1)(2x 5) |
|
lim (2x 5) 2 5 7 |
||
x 1 |
|||||
x 1 |
|
x 1 |
|||
|
|
||||
Развиваем тему: |
|
|
|
||
Пример 6 |
|
|
|
||
Вычислить предел lim |
|
8 2x2 |
|
||
|
x2 4x 12 |
||||
|
x 2 |
|
Сначала чистовой вариант решения:
lim |
|
8 2x2 |
|
|
0 |
(*) |
x2 |
|
|
|
|||
x 2 |
4x |
12 0 |
|
Разложим числитель и знаменатель на множители.
Числитель: 8 2x2 2(4 x2 ) 2(2 x)(2 x)
Знаменатель: x2 4x 12 0
D 16 48 64
D 8
x1 42 8 6 , x2 42 8 2 x2 4x 12 (x 6)(x 2)
(*) lim |
|
2(2 x)(2 x) |
2lim |
(2 x)(2 x) |
2lim |
(x 2)(2 x) |
|
||||
|
(x 6)(x 2) |
(x 6)(x 2) |
(x 6)(x 2) |
||||||||
x 2 |
|
x |
2 |
x 2 |
|
||||||
2lim |
(2 x) |
2 |
4 |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
x 2 |
(x 6) |
8 |
|
|
|
|
|
|
|
© Емелин А., http://mathprofi.ru, Высшая математика – просто и доступно! |
13 |
|
Что важного в этом примере?
Во-первых, вы должны хорошо понимать, как раскрыт числитель: сначала мы вынесли за скобку 2, а затем использовали формулу разности квадратов
a2 b2 (a b)(a b) – уж эту-то формулу нужно знать и видеть!
Далее, согласно свойству линейности, «двойку» выносим за знак предела. Зачем? Да просто чтобы она не «мешались под ногами». Главное, только потом не потерять её по ходу решения.
Рекомендация: во многих случаях множитель-константу удобно вынести за знак предела – это упрощает дальнейшие вычисления
! И ещё одно крайне важное пояснение для «чайников»:
В практических заданиях фрагмент типа lim |
2 x |
встречается очень часто. |
|
x 2 |
|||
x 2 |
|
Сокращать такую дробь НЕЛЬЗЯ. Сначала нужно поменять знак у числителя (вынести -1 за скобки):
lim |
2 x |
|
0 |
lim |
(x 2) |
lim ( 1) 1 |
|
x 2 |
0 |
x 2 |
|||||
x 2 |
|
x 2 |
x 2 |
как вариант, можно преобразовать знаменатель:
lim |
2 x |
|
0 |
lim |
2 x |
lim |
1 |
1 |
|
x 2 |
0 |
(2 x) |
( 1) |
||||||
x 2 |
|
x 2 |
x 2 |
|
В результате здесь появляется знак «минус», который при вычислении предела учитывается, и терять его совсем не надо!
И снова ручку в руку:
Пример 7
Вычислить следующие пределы:
а) |
lim |
|
x3 1 |
|||
5x2 |
|
4x 1 |
||||
|
x 1 |
|
||||
б) |
lim |
|
x2 |
6x 9 |
||
|
x |
2 |
3x |
|||
|
x 3 |
|||||
|
|
|||||
|
|
|
|
|
Вообще, я заметил, что чаще всего при нахождении пределов данного типа приходится решать два квадратных уравнения, и поэтому избавил вас от таких примеров – чтобы не развилась аллергия =)
© Емелин А., http://mathprofi.ru, Высшая математика – просто и доступно! |
14 |
|