Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Matematika_1.pdf
Скачиваний:
51
Добавлен:
17.03.2015
Размер:
3.09 Mб
Скачать

77

6)

Рассмотрим две функции y f (u)

и u (x) .

Функция y F(x) , заданная по правилу: каждому x ставится в соот-

ветствие y f ( (x)) , называется сложной функцией относительно перемен-

ной x , u при этом называется промежуточным аргументом сложной функции.

§ 3. Абсолютные величины и соотношения, связанные с ними

Определение. Абсолютной величиной (или модулем) действительного числа a называется: само число a , если a – положительное число; нуль, если число a – нуль; число, противоположное числу a , если a – отрицательное число, т.е.:

a

a, если a 0, 0, если a 0,

a, если a 0.

Свойства модуля действительного числа

1.

 

 

a b

 

 

 

 

 

 

a

 

 

 

 

 

 

 

b

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

2.

 

 

a b

 

 

 

 

 

 

a

 

 

 

 

b

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.

 

 

a

 

 

 

 

a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b 0 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b

 

 

 

b

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.

 

 

a b

 

 

 

 

 

 

 

a

 

 

 

 

b

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

§ 4. Последовательность. Характер изменения переменных величин

Пусть дано некоторое множество чисел, расположенных в определенном порядке:

2 , 4 , 8 , …, 2n , …

(1)

Определение. Числовой последовательностью называется занумеро-

ванное множество чисел, расположенных в порядке возрастания их номеров: u1 , u2 , …, un , …,

u1 , u2 , … – элементы последовательности;

un общий член последовательности: выражение для un – формула для вычисления любого члена последовательности.

Впоследовательности (1) un 2n .

Вматематике различают постоянные и переменные величины. Пере-

менные величины, в свою очередь, бывают дискретными и непрерывными.

Пример 1.

tg x – непрерывная величина; выражение (3.1) – дискретная величина.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

78

Определение.

Переменная величина

y называется ограниченной,

ес-

ли существует число C 0 , что для всех своих значений

 

 

y

 

C . В против-

 

 

ном случае величина y называется неограниченной.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пример 2.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

 

Рассмотрим

 

 

 

 

 

функцию

y tg x

 

 

 

 

(рис. 3.13).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Если

x

4

;

4

,

то

функция

y

 

4

2

ограниченная, т.к.

 

y

 

C 1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

O

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

4

 

Если

 

;

,

то

функция

y

 

 

 

x

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

неограниченная.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 3.13

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Определение.

Бесконечно малой (б/м) называется переменная вели-

чина , которая при последовательном изменении по абсолютному значению становится и при дальнейшем изменении остается меньше любой, наперед заданной сколь угодно малой положительной величины : 0.

Пример 3.

: 12 , 13 , …, 1n , …

0 – единственное б/м постоянное число.

Определение. Бесконечно большой (б/б) называется переменная величина , которая при последовательном изменении по абсолютному значе-

нию становится и при дальнейшем изменении остается больше любого, наперед заданного сколь угодно большого положительного числа N : .

§ 5. Понятие о пределе переменной

Рассмотрим переменную величину x , которая изменяется следующим образом:

x : 3,1; 3,01; 3,001; … 2,9 ; 2,99 ; 2,999 ; …

При последовательном изменении значение x приближается к значению 3 :

x 3 :

0,1; 0,01; 0,001; …

 

 

В этом случае говорят, что величина x 3 :

x 3

lim x 3.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

79

 

 

 

Определение.

 

Постоянная величина a называется пределом перемен-

ной x , если разность x a есть б/м величина, т.е.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

lim x a

 

x a – б/м величина.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

§ 6. Окрестность точки

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Определение 1.

Окрестностью точки x0 радиуса ( 0 ) называет-

ся множество всех действительных чисел x таких, что

 

x x0

 

 

(рис. 3.14).

 

 

 

 

 

Определение 2.

Проколотой

окрестностью точки x0 радиуса

( 0 ) называется

множество

всех

действительных

 

чисел

x таких, что

0

 

 

x x0

 

 

(рис. 3.15).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Обозначения:

 

O (x0 ) – -окрестность точки x0 ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

O

(x ) – проколотая -окрестность точки x .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

x

 

x0

 

 

x0

 

 

 

x

 

 

0

(

 

 

 

)

 

 

 

(

 

 

0

)

 

 

 

 

 

 

x0

 

 

x

 

 

x

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

окрестность точки x0

 

проколотая окрестность точки x0

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 3.14

 

 

 

 

 

 

Рис. 3.15

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

§ 7.

Предел функции в точке

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пусть дана функция

f (x) , определенная в проколотой окрестности

точки x0 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Определение 1.

Число b называется пределом функции

f (x) в точке

x0 (при x x0 ), если для любого сколь угодно малого числа

0 существу-

ет

 

 

0

 

 

 

такое,

что

для

всех

x ,

 

 

удовлетворяющих

соотношению

0

 

 

x x0

 

 

, выполняется неравенство

 

 

f (x) b

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Обозначение:

 

lim

f (x) b .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x x0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Геометрический смысл предела

y

f (x)

b

b b

O

x0

x0

x0

 

x

 

Рис. 3.16

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

80

 

 

 

Пример 1.

Доказать:

 

 

lim(3x 1) 7 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Доказательство.

 

 

 

 

Для любого 0 имеем:

 

 

 

f (x) 7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3x 1 7

 

 

 

 

 

3x 6

 

3

 

 

 

x 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x 2

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таким образом,

для любого 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

существует

 

такое, что как

 

 

 

 

 

 

x 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

f (x) 7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

только

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

. Следовательно,

lim(3x 1) 7 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Определение 2.

Число

 

b

 

называется

 

пределом

функции

 

f (x) при

x , если для любого сколь угодно малого числа 0

 

 

существует такое

N , что для всех x N выполняется неравенство

 

f (x) b

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Геометрический смысл предела

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

f (x)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

O

 

 

 

 

N

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 3.17

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пример 2.

Доказать:

 

 

 

lim

 

x2 sin x

1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Доказательство. Для любого

0 имеем:

 

 

 

 

 

 

f (x) 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x2

sin x

 

1

 

 

 

 

sin x

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

1

 

N

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x2

 

 

 

 

 

x2

 

 

 

 

x2

 

 

 

x2

 

 

 

 

 

x

 

2

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

N

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Тогда для любого 0 существует такое

 

 

 

 

,

 

 

 

 

что как только

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x N

 

 

 

 

 

 

 

f (x) 1

 

. Следовательно,

 

lim

 

x2

sin x

1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

§ 8.

Односторонние пределы функции в точке

 

 

 

 

 

 

 

 

Определение 1.

Число

b1

 

 

 

называется

 

пределом

функции

 

f (x) при

x x0

 

слева, если для любого сколь угодно малого числа 0

существует

такое

 

 

 

 

0 ,

что

 

 

для

всех

 

 

x ,

удовлетворяющих

соотношению

x0

x x0 , выполняется неравенство

 

f (x) b1

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Обозначение:

 

 

 

 

lim

f (x) b1 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x x0 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]