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

Сборник задач-Пономаренко ВН

.pdf
Скачиваний:
253
Добавлен:
29.03.2016
Размер:
1.08 Mб
Скачать

1)

y =sin2 x ;

2)

y = cos x3 ;

3)

y =1 sin x ;

4)

y = 2x2 .

2.9. Исследовать на возрастание и убывание функции:

1)

y = x +arctg x ;

 

2)

 

 

 

 

3x

π

;

 

y = sin

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

3)

y =

 

1

 

, x 1

;

4)

y =

 

 

1

 

.

 

x3

1

1

+cos2 x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.10.Выяснить, какие из нижеследующих функций ограничены, а какие не ограничены на указанных промежутках. Для ограниченных сверху (снизу) функций найти точную верхнюю (нижнюю) грань:

1)

f (x)= x2 + 2 на

[1;3]

;

 

3)

f (x)= tg2 x

на

π

;

π

 

;

 

 

 

 

4

 

4

 

 

2.11.Найти f (x), если:

1)f (x +1)= x2 3x +2 ;

3)

 

1

= x +

1 + x

2

;

f

 

 

 

x

 

 

 

 

2)

y = tg x на

π

;

π

 

;

 

 

 

 

 

2

 

2

 

 

4)

y = x +

1

на

 

1

 

;2 .

 

x

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

2

 

1

(

 

x

 

2);

 

 

 

 

 

2)

f x +

 

= x

 

+

 

 

 

 

 

x

2

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4) f x x+1 = x2 .

10

§3. Построение графиков функций

Основными элементарными функциями считаются: константа y = c , где c , степенная функция y = xα , показательная функция y = ax , a >0, a 1,

логарифмическая функция y = loga x, a > 0, a 1, тригонометрические функции y =sin x , y = cos x , y = tg x , y =ctg x , обратные тригонометрические функции

y = arcsin x , y = arccos x , y = arctg x и y = arcctg x .

Элементарной называется функция, полученная из основных элементарных функций конечным числом их композиций и арифметических операций.

Построение графика функции

 

 

b

+ D

в общем случае сводит-

y = Cf a x +

 

 

 

 

a

 

 

ся к ряду преобразований (сдвиг, сжатие, отображение и т.д.) графика функции y = f (x).

Функция

 

Преобразование, которое следует провести с графиком

 

 

 

y = f (x) на плоскости хОу

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Сдвиг вверх по оси Oy графика функции y = f (x) на А

f (x)+ A,

A 0

единиц, если А > 0, и сдвиг вниз на

 

A

 

единиц, если А < 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Сдвиг вправо по оси на а единиц, если а > 0, и сдвиг

f (x a),

a 0

 

 

 

 

 

 

 

 

вниз на

a

единиц, если а < 0

 

 

 

 

 

 

 

 

Растяжение вдоль оси Oy относительно оси Ох в k раз,

kf (x), k > 0 ,

k 1

 

 

 

 

 

 

 

 

если k > 1, сжатие вдоль оси Оу в 1 k раз, если 0 < k <1

 

 

 

 

 

 

 

 

Сжатие вдоль оси относительно оси Оу в k раз, если

f (kx), k > 0 ,

k 1

 

 

 

 

 

 

 

 

k > 1, и ратяжение вдоль оси Ох в 1 k раз, если 0 < k <1

f (x)

 

Симметричное отображение графика относительно оси Ох

 

 

 

 

 

 

 

 

Часть графика, расположенная ниже оси Ох, симметрично

 

f (x)

 

 

 

 

 

отражается относительно этой оси, остальная часть остает-

 

 

 

 

 

 

 

 

ся без изменения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

f (x)

 

Симметричное отображение графика относительно оси Оу

 

 

 

 

 

 

 

 

Стереть часть графика функции y = f (x), лежащую слева

 

f (

 

х

 

)

 

 

 

 

 

от оси Оу; часть графика лежащего справа от оси Оу сим-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

метрично отобразить относительно оси Оу, в область x < 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

11

3.1.Используя правило построения графика функции y = Af (x) по графику функции y = f (x) , построить эскизы графиков следующих функций:

1)

y = −x2 ;

2)

y = −cos x ;

3)

y =

1

tg x ;

4)

y =

1

log

x .

 

4

 

 

 

2

1/ 3

 

 

 

 

 

 

 

3.2.Используя правило построения графика функции y = f (x) по графику функции y = f (x) , построить эскизы графиков следующих функций:

1)

y = log2 (x);

2)

y = −x ;

3)

y = sin (x);

4)

y =2x ;

5)y = 1 2 x ; 6) y = ctg (x).

3

3.3.Используя правило построения графика функции y = f (kx) (k 0) по графику функции y = f (x) , построить эскизы графиков следующих функций:

1)

y = sin 2x ;

2)

y = cosπ x ;

3)

y = log2 2 x ;

4)

y = ctg (2x);

5)

y = tg

1

x ;

6)

y =sin

x

.

 

 

 

4

 

 

π

3.4.Используя правило построения графика функции y = f (x + a) (a 0) по графику функции y = f (x) , построить эскизы графиков следующих функций:

1)

y =(x 2)2 ;

 

 

2)

y = 2 + x ;

 

 

π

 

 

 

y =

1

 

 

3)

y = cos x +

 

 

;

4)

 

 

;

3

x 3

 

 

 

 

 

 

 

5)

y = 21x ;

 

 

 

6)

y = log1/ 3 (x +1).

3.5.Используя правило построения графика функции y = f (ax +b) по графи-

ку функции y = f (x) , построить эскизы графиков следующих функций:

12

1)

y = log3 (2x + 3);

2)

y = 3 2 3x ;

 

 

 

y =

 

 

1

 

 

 

 

π

 

3)

 

 

 

;

4)

y = ctg

2x +

 

;

1

2x

 

 

 

 

 

 

3

 

5)

y = 2x x2 +4;

6)

y =sin x +cos x .

 

3.6.Используя правило построения графика функции y = f (x)+ A по графику функции y = f (x) , построить эскизы графиков следующих функций:

1)

y =1 +sin x ;

2)

y = 2 + log2 (1 + x);

3)

y = 2 x ;

4)

y = x2 +4x +8 ;

5)

y =2 3(x 1)2 ;

6)

y = tg x +1.

3.7. Построить эскизы графиков следующих рациональных функций:

1)

y =

5x 1

;

2)

y =

7x + 2

;

 

 

x

 

 

3x + 2

 

 

 

 

3)

y = −

x + 2

;

4)

y =

4 + x

.

x +5

 

 

 

 

 

 

 

2x +1

 

3.8.Построить эскиз графиков следующих функций, используя преобразования графиков:

1)

y =

1

 

3x +

π

 

+1;

 

 

sin

 

 

 

 

2

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3)

y = arcctg

 

 

 

1x

 

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

3x +

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5)

y = x 4 +

 

x 2

 

;

 

 

 

 

7)

y =

 

13x

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2x +1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2) y = −2 tg 3πx 4π ; 6

4)y = 3cos 2x π +1;

2

6)

y =

 

 

4 5x+1

 

;

 

 

8)

y =

 

 

2x +3

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

1

3.9. Построить эскизы графиков обратных тригонометрических функций:

1)

y =arcsin(

2x +1);

2)

y =arccos(

3x 2);

 

3)

y = arcsin

 

1 5x

;

4)

 

1

+3x

;

 

 

4

 

 

 

 

y = arcsin

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7

 

 

 

1+

 

x

 

 

 

 

 

 

2

 

x

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5)

y = arctg

 

 

 

 

 

 

 

 

;

 

6)

y = arcctg

 

 

 

 

 

 

 

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

13

 

 

 

 

 

1 + x

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

7)

y = arcsin

 

 

 

 

 

;

8)

y = arccos

 

 

 

 

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 x

 

 

 

 

x 3

 

 

9)

y =

1

 

 

 

 

;

 

10) y = arcctg

 

x

+1

.

 

 

arctg

 

x

 

-1

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.10. Построить эскизы графиков сложных функций:

 

1

 

y =log1 (x2 + x);

1)

y = 2x ;

2)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

3)

y = 2x2 ;

4)

y =sin2 x ;

5)

y = 1 sin2 x ;

6)

y =sin2 x +cos2 x ;

7)

y = 2sin x ;

8)

y =ex2 +x ;

9)

y = x sin x ;

10) y = x2 cos x .

3.11.Построить эскизы графиков кривых, заданных в полярной системе координат уравнениями:

1) r = 2ϕ;

3) r = cosϕ ;

5) r =sin 3ϕ;

7) r =ϕa ;

9)r2 = a2 cos 2ϕ ;

3.12.Построить эскизы графиков функций:

1)y = xsgn x ;

3) y = esgn x ;

5) y ={lg x};

7) y = x [x].

2) r =sinϕ ;

4) r = cos 2ϕ ;

6) r = 2 ;

8) r = cos1ϕ ;

10) r =1 + 2cosϕ .

2)

y = xsgn(sin x);

4)

y =sgn(lg x);

6)

y =[lg x];

3.13. Построить график функции y = cos(2arccos x).

14

§4. Числовые последовательности и теория пределов

Функция целочисленного аргумента называется последовательностью. Чис-

ло a называется пределом последовательности an (nlim→∞ an = a), если для любого положительного ε найдется такой номер N , что при n > N выполняется нера-

венство

 

an a

 

 

 

<ε .

 

называется бесконечно малой, если lim a

 

 

 

 

 

 

 

Последовательность a

n

n

= 0 . Если

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n→∞

 

lim a

n

= ∞, последовательность называется бесконечно большой.

 

 

n→∞

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Последовательность an

называется: а) ограниченной, если существует c

такая, что

 

an

 

< c , n = 1, 2,... ; б) монотонной, если an+1 an (или

 

an+1 an ),

 

 

 

n =1, 2, … .

 

 

 

 

Теорема Вейерштрасса. Всякая монотонная ограниченная последовательность имеет предел.

4.1.Доказать, что последовательности, общий член которых имеет указанный ниже вид, монотонно возрастают:

 

1)

a = n3

+ 2n ;

 

 

2)

a =

 

 

n2

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

n2

+10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3)

an =3 arcsin

 

1

;

4)

an =

 

+

1

 

n

 

n2

+ 4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

n

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.2.

Найти наибольшие члены последовательностей, имеющих общий член an :

 

1)

an =

 

 

n

 

;

 

 

2)

an =

(

39 )n

;

 

n

3

+1000

 

 

 

 

n!

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

nπ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

π2n

 

 

.

 

3)

an =sin 2

;

 

 

 

 

4)

an =

 

 

 

 

 

 

(2n +1)!

4.3.

Последовательность

{an}

задается

рекуррентным соотношением

an+1 =3an 2an1, n = 2, 3,. Выразить {an} через a1 , a2 и n .

4.4.Найти формулу общего члена рекуррентной последовательности {an},

если an+1 =3an 2an1, n = 2, 3,.

4.5.Доказать, что последовательности являются бесконечно малыми:

15

1)

x =(1)n 1

;

2) xn = (1)n sin

 

 

n

n

 

n

 

 

 

 

 

4.6. Доказать, пользуясь определением предела, равенства:

n π .

2

1)

lim

2n 3

=

1

;

4n +5

2

 

n→∞

 

 

3)

lim

1

= 0 ;

 

 

2 n

 

 

 

n→∞

 

 

 

 

4.7. Докажите следующие равенства:

2)

lim

(1)n

= 0

;

n2

 

n→∞

 

 

 

 

 

2n + (1)n

4)

lim

 

 

 

=1.

2n

 

 

 

n→∞

 

 

 

1)

lim

n

= 0 ;

2)

lim nk

 

= 0

, где k , a >1;

n

 

 

n→∞

2

 

 

 

 

n→∞ an

 

 

 

3)

lim

 

n

 

= 0 , где k , a >1;

4)

lim loga n

=0 , где a > 0 ;

 

1/ k

 

 

n→∞ an

 

 

 

 

n→∞

 

n

 

5)

lim

2n

= 0 ;

6)

lim

an

 

= 0

;

 

 

 

 

n→∞ n!

 

 

 

 

n→∞ n!

 

 

7)

lim n1/ n

=1;

8)

lim

 

 

1

= 0.

(n!)1/ n

 

n→∞

 

 

 

 

 

n→∞

 

4.8.Доказать, что последовательность с общим членом xn =3 +(1)n не имеет предела.

4.9. Доказать, что lim

5n +6

=5. Начиная с какого

 

5n + 6

5

 

не превосхо-

n

 

 

n +1

n +1

n→∞

 

 

 

 

 

 

дит 0,01?

4.10.Пользуясь теоремой о пределе монотонной последовательности, доказать, что существуют пределы данных последовательностей:

1)

x = 2n2 +1 ;

 

 

 

 

 

 

2)

xn =1+

1

+

1

 

+…+

1

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

n2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

22 32

 

 

 

 

 

n2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3)

x =

1+ 1

+

 

1

 

+…+

1

;

 

 

4)

x =

1+1+

1

+

1

 

+…+

1

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

2

22

 

 

2n

 

 

 

 

n

 

 

 

 

2! 3!

 

 

 

n!

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5)

xn =1+

1

+

1

+…+

1

;

6)

x =

1

 

+

1

 

 

 

+…+

1

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 2 3 22

 

n 2n1

 

 

n

 

n +1

 

 

 

n + 2

 

 

 

2n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.11.Найти пределы последовательностей, пользуясь теоремами о пределах суммы, произведения, частного последовательностей:

16

1)

x =

3 n

3n2 + 2

;

 

 

 

 

n

2n +1

 

4n2 +1

 

 

 

 

 

3)

x

=

(1)n n

 

 

n

 

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

2n 1 n2

+ n +1

 

 

 

 

 

5)

x

=

n2

+1 +

n

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

3 n2

+ n

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.12. Найти пределы:

1) lim n +1 ;

n→∞ n

3)

lim

(n +1)3 (n 1)3

 

;

 

 

(n +1)2 + (n 1)2

 

 

 

 

n→∞

 

 

 

 

5)

lim

 

100n3 + 3n2

 

 

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n→∞

0,001n4 100n3 +1

7)

lim

(2n +1)4 (n 1)4

;

 

n→∞

(2n +1)4 + (n 1)4

 

 

9)

lim

3 n2 + n

;

 

 

 

 

 

 

 

n +1

 

 

 

 

 

 

 

 

n→∞

 

 

 

 

 

 

 

 

11) lim

 

 

n!

 

 

;

 

 

 

 

 

 

(n +1)!n!

 

 

 

 

 

 

n→∞

 

 

 

 

 

 

13) lim

 

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

;

 

 

 

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

 

 

 

 

n→∞

 

 

 

 

15) lim

1

(1+2 +3 +... +n) ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n→∞ n2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

17) lim

 

1

2 + 3 4 +...

2n

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n2 +1

 

 

 

 

 

 

n→∞

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

19) lim

 

 

 

2

 

2

+... + (2n 3

1)

2

 

;

 

 

13

+ 33

 

 

 

 

n→∞

n

 

n

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

21) lim

 

 

 

1

 

+

 

1

 

+... +

 

 

1

 

 

 

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

2

2

3

 

n(n +1)

n→∞

 

 

 

 

 

 

2)

x =

2n

 

cos

n +1

;

 

 

 

n

2n2

1

 

2n 1

 

 

 

4) xn =1(n n)2 ;

3n +1 3

6) xn = n + lg n + 2n . n2 + lg n 2n

2)

lim

(n +1)2

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2n2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n→∞

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4)

lim

n3 100n2 +1

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

100n2 +15n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n→∞

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6)

lim

(n +1)4 (n 1)4

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n→∞

(n +1)4 + (n 1)4

 

 

 

 

 

8)

lim

 

3 n3 + 2n 1

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n + 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n→∞

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10) lim

(

n2 +1 + n)2

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 n6 +1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n→∞

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12) lim

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

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n→∞

 

 

 

(n +3)!

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1+ 1 + 1 +…+

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

14) lim

 

 

 

2

 

4

 

 

 

 

 

 

2n

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n→∞ 1+ 1 + 1 +…+

1

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

9

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

16) lim

 

1+ 2 +3 +... + n n

 

;

 

 

n→∞

 

 

 

n + 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

18) lim

 

2

 

 

2

 

 

 

(n 31)

2

 

;

 

13 + 23 +...

+

 

 

 

n→∞

n

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

20) lim

 

1

+

3

 

+…

+

2n 1

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

2n

 

 

 

2

22

 

 

 

 

 

 

 

n→∞

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

22) limn→∞(

(n2 +1)(n2 4)

n4 9 );

17

23) limn→∞ n(3 (n + 2)2 3 (n 3)2 );

25) lim n2 2

1

n4

;

 

 

 

 

 

n→∞

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n 10

3n+1

 

 

 

 

27) lim

 

 

 

 

 

;

 

 

 

 

 

n→∞ n +1

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

2nn3

 

 

 

 

29) lim n3

+1

 

;

 

 

 

 

n→∞ n

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

6n +7

 

 

n+1

31) lim

3n

 

 

 

 

;

2

+ 20n 1

n→∞

3n

 

 

 

33) lim

 

2

 

+3n 1

 

 

n2

 

5n

 

 

;

2

+3n +3

 

n→∞ 5n

 

 

 

 

24) lim 2n +3 n+1 ; n→∞ 2n +1

26) lim n 1 n+2 ; n→∞ n +3

28) lim n 1 n2 ;

 

 

 

 

 

n→∞ n +1

 

 

 

 

 

30) lim n3 +3

n +1

2n2

;

 

 

n→∞

n

+ 2

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

n2

 

 

 

32) lim n2

+ n +1

 

;

 

n→∞ n

+ n 1

 

 

 

 

 

 

7n

2

+18n 15

 

n+2

34) lim

 

.

7n

2

+11n +15

n→∞

 

 

4.13. Построить графики предельных функций:

 

f (x) = lim

x +enx

 

 

2)

 

 

 

x

n

 

 

1)

 

 

 

 

;

 

f (x) = lim 1

+

 

 

 

, −∞ < x < +∞ ;

 

 

nx

 

 

n

 

n→+∞ 1+e

 

 

 

 

 

 

n→∞

 

 

 

 

 

 

3)

 

 

1

 

 

 

< x <+∞;

4)

 

 

 

 

 

n

x2

n

f (x) =limn

x +

 

 

x ,0

f (x) = lim n 1+ x

 

+

 

, x 0 ;

n

 

2

 

n→∞

 

 

 

 

 

 

n→+∞

 

 

 

 

 

 

 

5)

f (x) =limarctg nx , −∞ < x < +∞ .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n→∞

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.14. Вычислить пределы:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1)

lim nsin (2πen!);

 

 

2)

lim sin2 π n2

+ n .

 

 

 

n→∞

 

 

 

 

 

 

 

 

n→∞

 

 

 

 

 

 

 

 

4.15. Найти предел последовательности, опреляемой следующими условиями:

x = 2 ;

x = 2 + 1

;

x

= 2 +

 

1

, n 2 .

 

 

1

2

3

 

n+1

 

3

+1 xn1

 

 

 

 

 

 

 

18

§5. Предел функции одной переменной

Всякий интервал (a δ;a +δ ), содержащий точку a , называется δ -окре-

стностью точки a .

 

Число b называется пределом функции y = f (x)

в точке x = a ( lim f (x) =b ),

 

xa

если, каково бы ни было наперед заданное положительное число ε , существует такое число δ (ε )> 0 , что для любого x , отличного от a , содержащегося в

δ -окрестности точки

a , выполняется неравенство

 

f (x)b

 

<ε , иначе говоря,

 

 

если выполнение неравенства 0 <

 

x a

 

<δ влечет за собой выполнение нера-

 

 

венства

 

f (x)b

 

<ε .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Функция y = f (x) называется бесконечно малой в окрестности точки x = a ,

если ее предел в этой точке равен нулю.

 

 

Пусть α (x)

и β (x)

две бесконечно малые функции. Если lim

α(x)

= c , то

β (x)

 

 

xa

 

при c 0 α (x)

и β (x)

называются бесконечно малыми одного порядка, при-

чем если с =1, α (x) и β (x) называются эквивалентными бесконечно малыми;

если с = 0 , α (x) называется бесконечно малой высшего порядка по отношению к β (x), а β (x) бесконечно малой низшего порядка по отношению к α (x).

Основные эквивалентности (при x 0 ):

 

 

 

1)

sin x x ;

2)

1cos x x2

2 ;

3)

tg x ~ x ;

4)

arcsin x x ;

5)

arctg x x ;

 

6)

ex 1 x ;

7)

ln (1 + x) x ;

8)

(1+ x)m 1 mx;

9)

ax 1 xln a .

5.1. Пусть lim f (x)0 , а

lim ϕ(x) не

существует.

Доказать, что

 

x x0

x x0

 

 

 

xx0 f (x)ϕ(x) не существует.

5.2.Пусть функция f (x) имеет предел в точке x0 , а функция ϕ (x) не имеет предела. Будут ли существовать пределы:lim

19