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

Тетрадь 3 (функция одной переменной)

.pdf
Скачиваний:
13
Добавлен:
05.03.2016
Размер:
9.33 Mб
Скачать

 

 

При

n маємо різницю

двох

 

нескінченно великих величин,

що

позначається невизначеністю виду .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Крок 2. Під знаком границі помножте та поділіть

 

 

 

 

 

 

 

 

n 2

n

на

його спряжений вираз

 

 

 

 

та проведіть відповідні перетворення.

n 2

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

lim

 

 

 

 

 

 

lim

 

 

n 2

n

n 2

n

 

 

 

 

 

 

 

n 2

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

n 2

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

...

 

 

 

lim

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

n 2

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вираз a b

є спряженим виразом для a b .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Скористайтесь формулою скороченого множення (a b)(a b) a2 b2 .

Крок 3. Знайдіть отриману границю.

lim

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

n 2

n

 

Скористайтеся тим, що частка від ділення сталої на нескінченно велику величину є нескінченно малою величиною, тобто, якщо xn Сn , C const , то xn 0

коли n .

Відповідь: 0 .

Учимося моделювати професійну діяльність інженера

1.20. Динамічна самоіндукція антени при постійному подовженні хвилі на

одиницю довжини виражається формулою L L0

5 l 3

2

3

— де, L

3

2

2

4

 

7 l

 

 

23

 

 

 

 

 

– динамічна самоіндукція; L0 – статична самоіндукція; l – діюча довжина

антени; – довжина хвилі антени. Знайти lim L .

Хід розв'язання.

Крок 1. З’ясуйте, як поводять себе чисельник і знаменник дробу й визначте вид невизначеності.

lim

L

5l 3 2 3

=

 

 

0 7l 3 2 2 4

 

 

 

При

чисельник і

знаменник дробу необмежено зростають.

Відношення двох нескінченно великих величин позначається невизначеністю

виду

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Крок 2. Загальний член послідовності є дробово-раціональною

функцією аргументу . Розділіть чисельник і

знаменник дробу на

3 .

Отримаємо:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5l

 

2

 

 

 

3

 

 

 

 

 

lim

L

5l 3

2 3

 

lim

L

3

3

 

...

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0 7l 3

2 2 4

 

 

0

7l

2

2

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

3

 

 

 

Для дробово-раціональних функцій невизначеність можна розкрити, якщо

розділити чисельник і знаменник дробу на k , де k – найбільший із показників степенів, які входять у цей вираз.

Відповідь: 75 L 0 .

Учимося самостійно розв’язувати завдання

1.21.

 

І рівень

 

 

ІІ рівень

 

 

 

 

ІІІ рівень

 

 

 

 

 

 

2n2 n 1

 

lim

(2n 1)(3n 5)

 

 

 

n2

 

 

 

2n

 

 

 

n3

3

lim

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

2

 

 

n 5n

 

7n 4

 

 

5n

 

3n 4

 

n

n

1 n

 

1

 

n

 

n 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

24

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Винесіть

за

Зведіть

задачу

до

Приведіть

дроби

до

дужки старший

попередньої

(рі-

спільного

знаменника

степінь n

чи-

вень І), розкрив-

та

винесіть

у

сельника

та

ши

дужки

в

чисельнику

 

та

знаменника та скоротіть

чисельнику

 

 

знаменнику

дробу

за дужки

дріб

 

 

 

 

старший степінь n

 

 

1.22.

 

 

 

І рівень

 

 

 

 

 

 

 

ІІ рівень

 

 

 

 

 

 

ІІІ рівень

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

n3 2n 1

 

 

3

n2 n

 

 

 

 

 

 

n

2

1 n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

lim

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

lim

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

n 4

 

 

 

 

 

 

n

n 1

 

 

 

 

 

 

 

lim

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

n

6

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Винесіть за дужки

 

Винесіть

за

дужки

 

 

Винесіть

 

за

дужки

 

 

 

старший

 

степінь n

 

старший

 

степінь n

 

 

старший

 

 

степінь n

 

 

 

чисельника та зна-

 

чисельника

та

зна-

 

 

чисельника

та

зна-

 

 

 

менника та скоро-

 

менника

та

скоро-

 

 

менника

 

та

скоро-

тіть дріб

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

тіть дріб

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

тіть дріб

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.23.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

І рівень

 

 

 

 

 

 

 

ІІ рівень

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ІІІ рівень

 

 

 

 

 

lim

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

lim

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

lim

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n 3

 

n 1

 

2n 3

 

n 1

n

 

 

n 3

 

n

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Помножте та поді-

 

Помножте

 

 

 

та

 

по-

 

 

Помножте

та

по-

 

літь

вираз

під

 

діліть

вираз

 

під

 

 

діліть

 

 

вираз

 

 

під

 

знаком

границі

на

 

знаком

границі

 

на

 

 

знаком

 

границі

на

 

 

 

 

 

 

 

 

множник,

 

 

 

 

 

 

 

 

множник,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

множник,

спряжений виразу у дужках.

спряжений виразу у дужках.

спряжений виразу у дужках.

1.24.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

І рівень

 

 

 

 

 

 

 

ІІ рівень

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ІІІ рівень

 

 

 

 

 

lim

 

(n 1)!

 

lim

n! (n 2)!

 

 

 

lim

n! (n 1)! (n 2)!

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n n! (n 1)!

 

n n! (n 2)!

 

 

n n! (n 1)! (n 2)!

 

 

 

Розкладіть

n!

 

Розкладіть

 

 

 

(n 2)!

 

 

Розкладіть

 

 

 

n!,

 

 

 

через

(n 1)!

та

 

через

 

 

 

n!

 

та

 

 

 

 

 

 

(n 1)!, (n 2)!

 

 

 

скоротіть дріб.

 

 

скоротіть дріб.

 

 

 

 

через

 

(n 2)!

та

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

скоротіть дріб.

 

 

 

 

1.25.

І рівень

lim

5 11 17 ... (6n 1)

5n n2 1

 

n

 

 

 

Зверніть увагу на те, що доданки в чисельнику утворюють арифметичну про-

гресію.

25

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Зверніть

увагу

на

 

 

 

 

 

 

 

3 5 7 ... (2n 1)

 

 

 

 

 

те, що доданки в

ІІ рівень

 

 

lim

 

 

 

 

 

чисельнику

утво-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2n2 n 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

рюють

арифме-

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

тичну прогресію. Підрахуйте

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

кількість цих членів.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Згрупуйте в дужки

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

окремо

додатні

та

 

 

4 3 9 8 ... (5n 1) (5n 2)

 

 

від’ємні доданки.

ІІІ рівень

lim

 

 

Зверніть

увагу

на

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2n

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

те, що вони утво-

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

рюють

дві

арифметичні

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

прогресії.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.26.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

Зверніть

увагу

на

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

...

 

 

 

 

 

 

 

те,

що

доданки

І рівень

 

 

 

lim 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

9

 

 

 

n

 

 

 

 

 

утворюють геомет-

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ричну прогресію.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Зверніть увагу на те,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

1

 

 

 

1

 

...

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

що

доданки

в

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

чисельнику

 

та

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

n

 

 

 

 

 

 

ІІ рівень

 

 

 

lim

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

знаменнику

дроба

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

1

 

 

 

 

...

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

утворюють

геометричні

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

9

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

прогресії.

Підрахуйте

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

кількість їхніх членів.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Скоротіть доданки.

 

 

 

 

6

 

 

20

 

 

 

 

 

 

72

 

 

 

 

 

 

 

 

n

n

 

 

 

Зверніть

увагу

на

ІІІ рівень

lim

 

 

 

 

 

 

...

 

 

4 2

 

 

 

 

те,

що

вони

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n n

 

 

 

 

n

9

 

 

45

 

 

 

 

 

 

243

 

 

 

 

 

6

 

 

3

 

 

 

 

 

утворюють геомет-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ричну прогресію.

1.27.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Множники знамен-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ника

є

членами

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

арифметичної про-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

...

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

гресії з різницею 1.

І рівень

 

lim

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(n 1)n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n 1 2

 

 

 

 

2 3

 

 

 

 

 

 

 

 

Замініть

 

одиниці

 

в

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

чисельниках

дробів

на

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

різницю

відповідних

членів

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

прогресії.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Зведіть

задачу

до

 

 

 

1

 

 

1

 

 

 

...

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

попередньої

 

ІІ рівень

lim

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

рівень). Для цього

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

1 3

 

 

3

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(2n 1)(2n

1)

 

 

 

помножте

 

та

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

поділить вираз на 2.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

26

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Зверніть

увагу

на

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

те, що

2n 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2n 1

 

 

n2

(n 1)2

 

3

 

5

...

 

 

 

1

 

 

 

1

 

 

ІІІ рівень

lim

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

2

(n 1)

2

 

4

36

n

2

 

2

 

 

n

 

 

 

 

 

 

n (n

1)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Використовуючи цю тотож-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ність, перетворіть всі додан-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ки на різниці.

 

 

 

Учимося застосовувати CAS Mathematica

для обчислення границі послідовності

1.28. Дослідіть граничну дію ланок

механізмів

задану траєкторію

 

 

 

4n

2

n 3

 

n 2

 

x

 

 

 

 

 

переміщення за допомогою послідовності

n

 

 

 

 

 

.

4n

2

2n 1

 

 

 

 

 

 

 

Хід обчислення.

1.Відкрийте вікно CAS Mathematica.

2.За допомогою опції Palettes-Classroom Assistant викличте вкладки з шаблонами для набору символів.

3.Активізуйте праворуч у вкладці Basic Commands кнопку та оберіть у вікні Calculus обчислення .

4.У полі програми з’явиться шаблон для запису виразу числової послідовності та позначання, що n . Запишіть вираз

послідовності, застосовуючи шаблони вкладки Calculator-Basic

і

виокремте його за допомогою опції Evaluetion-Evaluete Cells .

 

5. Викличте з мітками і обчислення границі послідовності. Отримайте значення границі послідовності.

27

Як пов’язане поняття границі функції з інженерною практикою

Припустимо, що деяке тіло починає рухатися в момент часу t 0 вздовж прямої, тоді шлях, що воно пройшло за час t , визначається

формулою S f t . Функцію S f t називають законом руху тіла. Розглянемо шлях MM1 , який пройшло тіло за відрізок часу t;t t

(рис. 2.1). Він дорівнює S f t t f t .

Рис. 2.1. Схема руху тіла, що проходить деякий шлях за деякий час

Якщо тіло рухається рівномірно, то відношення шляху, що пройшло

S

f t t f t

 

тіло до витраченого часу t

 

 

, є швидкістю руху й не

t

залежить від t і t .

 

 

 

У разі нерівномірного руху це відношення залежить як від вибраного

моменту часу t , так і від приросту t і виражає середню швидкість руху на

проміжку часу t;t t . Чим менший проміжок часу t ,

тим упевненіше

можна стверджувати, що

рух протягом часу від t до

t t – дуже

близький до рівномірного.

 

 

 

 

Для отримання миттєвої швидкості в момент часу

t застосовують

поняття границі функції у точці, що позначають

 

lim

S

lim

f t t f t

v t .

 

t

 

 

t 0

t 0

t

 

З’ясуємо які є можливості для обчислення границь функцій.

28

Складаємо опорний конспект

Границя функції у точці

Число

 

A

 

 

 

називають

границею

функції

 

 

 

y f x

 

при

x a ,

якщо для будь-якого

 

 

числа 0

 

є число 0 таке, що для

 

 

всіх

x ,

які

 

 

задовольняють

нерівність

 

 

 

x a

 

,

 

 

 

причому

 

x a ,

виконується

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

нерівність

 

 

 

f x A

 

. Записують це так:

або f x A при x a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Геометричне

 

 

 

тлумачення

 

 

означення

 

 

границі функції: для всіх

точок

 

 

x ,

які

 

 

віддалені від точки a не далі, ніж на ,

 

 

графік функції y f

x лежить усередині

 

 

смуги

 

шириною 2 ,

обмеженої

прямими

 

 

 

y A

 

 

 

і

 

 

y A .

Добудуйте

й

 

 

заштрихуйте отриману смугу на рисунку

 

 

2.2.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 2.2. Геометричне

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

тлумачення означення границі

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

функції

Число

 

A

 

 

 

називають

границею

функції

 

 

 

y f x

 

при

x ,

якщо для будь-якого

 

 

числа 0

 

є число

M 0

таке,

 

 

що для

 

 

всіх x ,

що задовольняють умову

 

x

 

M ,

 

 

 

 

 

 

виконується

 

 

 

нерівність

 

 

f x A

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Записують це так:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

або f x A при x

 

 

 

 

Функцію

y f x називають нескінченно

 

 

великою при x a ,

якщо для будь-якого

 

 

числа

 

M 0

є число

M

таке,

що для

 

 

всіх x a ,

 

і

 

 

таких,

які

задовольняють

 

 

нерівність

 

 

 

 

 

 

 

x a

 

,

 

виконується

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

нерівність

 

f x

 

M . Записують це так:

 

 

lim f x ...

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

Функцію x називають нескінченно

 

 

малою при x a , де a

– стала чи символ

 

lim x ...

нескінченності, якщо

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

29

 

 

 

Односторонні границі

Число

A

 

називають

правосторонньою

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

границею

 

функції

f x

при x a ,

якщо

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

lim f x A , тобто для

довільного

числа

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0 є число 0 таке, що для всіх

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x з

інтервалу

 

 

a, a

виконується

 

 

 

 

 

 

, або f a 0 A

 

нерівність

 

f x Ai

 

. Записується це так:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Якщо A – лівостороння границя, тоді

 

lim f x lim

f x

...

A

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x a

 

 

 

x ...

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Якщо

функція

f x

у

точці

a

має

 

 

 

lim

f x lim

f x ...

границю, то виконуються рівності

 

 

 

x a 0

 

x a 0

 

 

 

 

 

 

 

Властивості нескінченно малих

 

 

 

 

 

 

 

 

 

і нескінченно великих функцій

 

 

 

Сума нескінченно великої функції і

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

обмеженої

 

є

нескінченно

велика

 

 

 

 

 

 

 

 

... ...

 

функція. Символічно це записують так:

 

 

 

 

 

 

...

 

Сума двох нескінченно великих функцій

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

одного знака є нескінченно великою

 

 

 

 

 

 

 

 

... ...

 

функцією. Символічно це записують так:

 

 

 

 

 

 

...

 

Символічний запис

словесно

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

формулюється

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Добуток нескінченно великої функції на

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

функцію, що більша за абсолютним

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

значенням від деякого додатного числа,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

також є

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Сума

скінченого

 

 

числа

нескінченно

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

малих величин є

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Добуток

 

обмеженої

функції

на

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

нескінченно малу є

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Для того,

щоб число A

було границею

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

функції

f x при

 

 

x x0 ,

необхідно й

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

достатньо, що різниця f x A була

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Якщо функція x

– нескінченно мала

1

 

 

 

є

при x x0

 

при x x0

0 , то

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Якщо функція x – нескінченно велика

1

 

 

 

є

 

при x x0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

при x x 0 , то

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Сума двох нескінченно великих функцій невизначеністю вигляду... ...

різних знаків називається

30

Частку

 

двох

нескінченно

великих

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

...

 

 

 

функцій називають

 

 

 

 

 

невизначеністю вигляду

 

 

 

 

 

 

 

 

 

...

 

 

Частку

від ділення

двох нескінченно

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

...

 

 

 

малих величин у загальному випадку

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

невизначеністю вигляду ...

 

 

називають

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Добуток

нескінченно

великої

 

на

невизначеністю вигляду...

...

 

нескінченно малу величину називають

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Теореми про границі

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Нехай кожна з функцій

f x та g x

має

1)

lim f x g x

 

 

 

...

 

...

;

скінченну границю в точці a ,тоді в цій

x a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2)

lim f x g x

...

 

 

 

 

 

...

;

точці виконуються рівності:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x a

f x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3)

lim

 

...

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

g x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x a

 

 

 

 

 

 

...

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(при lim g x 0 );

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4)

lim f x g x

 

 

 

...

 

 

...

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5)

lim cf x ...

lim f x

(с –

стала

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x a

 

 

 

 

 

 

 

 

x a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

величина)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Якщо функції g x , f x та h x

визначені

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

в околі точки

x0 ,

крім,

можливо,

самої

 

 

 

 

lim

f x ...

 

 

точки

x0 ,

причому

lim g x lim h x A і

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x x0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

g x f x

h x , то

 

x x0

 

x x0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Якщо

функція

f x

монотонна

й

 

 

lim

 

f x

 

 

 

...

 

 

 

 

 

обмежена при x x0

або

при x x0 ,

то є

 

x x0 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

або

 

 

 

 

 

 

 

лівостороння

 

її

 

границя

 

чи

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

f x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

правостороння границя, тобто

 

 

 

 

 

lim

 

 

 

...

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x x0 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Перша важлива границя

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Першою важливою границею називають

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

границю, що має вигляд

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Першу

 

 

важливу

 

границю

 

 

1)

lim

sin kx

 

...;

 

 

використовують

 

для

обчислення

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

границь

виразів,

 

що

містять

 

 

 

x 0

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

tg kx

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

тригонометричні функції:

 

 

 

 

 

2)

lim

... ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3)

lim

 

 

arcsin kx

...;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x 0

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4)

lim

 

arctg kx

 

 

...;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x 0

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5)

lim

1 cos x

 

...

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x 0

 

x2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

31

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Друга важлива границя

Другою важливою границею називають

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

границю, що має вигляд

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Наслідки з другої важливої границі:

 

 

 

 

 

 

 

k

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1)

lim

1

 

 

 

...

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2)

lim

log a

1 x

 

...

, при a e

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

x 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

lim

ln 1 x

...

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x 0

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3)

lim

 

a x 1

...

,

при a e

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

x 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

lim

 

ex

 

1

...

;

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

x 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4)

lim

1 x k

1

...

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Еквівалентність нескінченно малих функцій

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Нехай x , x – нескінченно малі

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

функції при x x0 , тобто

lim x 0 ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

lim x 0 . Припустимо,

 

x x0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

що є скінченна

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x x0

 

x k , де

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

або нескінченна границя

lim

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x x0

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k– дійсне число або . Тоді:

1)якщо k 0 і k R , то нескінченно

малі функції x і x називають

 

 

 

 

;

2) якщо k 0 ,

то

нескінченно

малу

 

 

 

 

;

x називають

 

 

 

 

 

 

 

3) якщо k 1,

то

нескінченно

малі

 

 

 

 

 

x і x називають еквівалентними

 

 

і позначають

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x ...

x ;

4) якщо k ,

то

нескінченно

малу

 

 

 

 

 

x називають

 

 

 

 

 

 

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

5) функцію

 

x

називають

 

 

 

 

 

нескінченно малою

р-го порядку

lim

x

 

...

, k 0, k .

відносно x при x x0 , якщо

 

 

 

 

x p

 

x x0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

32