Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Rozdil_4_1.doc
Скачиваний:
0
Добавлен:
01.04.2025
Размер:
1.82 Mб
Скачать

Теорема 13. Сума скінченного числа нескінченно малих послідовностей є нескінченно мала послідовність.

Доведення. Нехай xn, yn — нескінченно малі послідовності. Доведемо, що їх сума zn = xn + yn є нескінченно мала послідовність. Візьмемо довільне  > 0. Оскільки , знайдеться число N, таке що при виконуватиметься нерівність . Аналогічно, знайдеться число N2, таке що при виконуватиметься . Візьмемо число . При справджуються обидві нерівності , . Тому

,

тобто

.

Це означає, що . 

З ауваження. Сума нескінченно великого числа нескінченно малих послідовностей може і не бути нескінченно малою.

П ослідовність — нескінченно мала, але нескінченна сума цих послідовностей не є нескінченно малою.

Теорема 14. Добуток нескінченно малої послідовності на обмежену є нескінченно мала послідовність.

Доведення. Нехай послідовність хn — нескінченно мала, а послідовність уn — обмежена, тобто при всіх n виконується нерівність . Візьмемо довільне . Тоді знайдеться номер N, такий що при всіх виконується нерівність

.

Далі маємо:

;

.

Це означає, що . 

П ослідовність — нескінченно мала, а послідовність — обмежена, тому послідовність є нескінченно малою.

Теорема 15. Якщо хn — нескінченно велика послідовність, то — нескінченно мала послідовність.

Доведення. Візьмемо довільне . Тоді знайдеться число N таке, що при виконується нерівність . Оцінимо величину уn:

.

Отже, , що означає

.

Теорема 16. Якщо хn — нескінченно мала послідовність і , то послідовність є нескінченно великою.

Доведення аналогічне попередньому.

, оскільки .

З ауваження. Нескінченно велику (малу) послідовність називають також нескінченно великою (малою) величиною.

4.1.13. Теореми про границі

Теорема 17. Для того щоб послідовність хn мала границю а, необхідно і достатньо, щоб хn = а + уn, де уn — нескінченно мала послідовність.

Доведення. Необхідність. Нехай . Візьмемо довільне число . Завжди знайдеться число N таке, що при виконується нерівність . Позначимо . Для послідовності уn виконується нерівність . Це означає, що .

Достатність. Нехай уn — нескінченно мала послідовність. Візьмемо довільне число . Для нього знайдеться число N, таке що при виконується нерівність . Звідси випливає . Це й означає, що .

Теорема 18. Якщо послідовності xn і yn збігаються, а також

;

,

то послідовності xn + yn, xnyn, const xn, також збігаються і виконуються наведені далі рівності.

1.

границя суми послідовностей дорівнює сумі їх границь, якщо вони існують.

2.

границя добутку послідовностей дорівнює добутку їх границь, якщо вони існують.

3.

сталий множник можна винести за знак границі.

4. .

Границя відношення двох послідовностей дорівнює відношенню границь послідовностей, якщо вони існують і .

Доведення. 1. Якщо і , то за теоремою 17

,

де — нескінченно малі величини. Додаючи почленно дві останні рівності, маємо:

.

Сума двох нескінченно малих величин є величина нескінченно мала. Отже, підкреслений вираз є нескінченно малою величиною, а це означає, що

.

2. Розглянемо добуток

.

Маємо:

— добуток обмеженої величини на нескінченно малу — є величина нескінченно мала. — добуток двох нескінченно малих величин є нескінченно мала величина.

Тоді з теореми 17 випливає, що

.

3. Наслідок із 2, якщо yn = const.

4. Покладемо для визначеності b > 0. Розглянемо дріб

.

Починаючи з деякого номера N, виконується нерівність . У цьому разі

.

Отже, величина — обмежена. Тоді як добуток обмеженої величини на нескінченно малу є нескінченно малою величиною.

Отже, з теорем 14 і 17 маємо:

З найти

.

4.1.14. Границя відношення двох многочленів

Правило:

  1. .

  2. .

4.1.15. Добування квадратного кореня

Розглянемо послідовність

, . (1)

Припустимо, що , . Переходячи до границі рекурентних відношень, дістаємо:

або

.

Доведемо, що

Нехай . Перетворимо вираз

.

З умови випливає нерівність . Тому

. (2)

Маємо нерівність

.

Після перетворень дістаємо: або .

Послідовність (1) монотонно спадає та обмежена знизу, тому існує . Із оцінки маємо нерівність , із якої випливає, що Отже, , де .

О бчислити .

  • Запишемо послідовність (1)

Дістанемо відповідь з точністю до 5-го знака:

.

4.2. ГРАНИЦЯ ФУНКЦІЇ

4.2.1. Поняття границі функції

Означення. Нехай х0(а, b) і функція у = f(x) визначена на інтервалі (аb) за винятком, можливо, точки х0. Якщо для будь-якої збіжної послідовності хn ( , ) існує , то говорять, що функція має границю А при .

Позначення:

Інше означення границі функції дав Коші:

Означення.

(Коші)

Границею функції при х, що прямує до а, називається число А, якщо для будь-якого існує число , таке що для всіх х, які задовольняють нерівність

випливає

Позначення:

Графічна ілюстрація:

Рис. 4.4

Пояснення. Для всіх х, що містяться поруч із точкою х = а, значення функції f(х) лежать біля А.

Д овести за означенням границі функції, що

.

  • Застосовуємо означення границі, коли f(x) = 5– 3, = 1, = 2.

Згідно з означенням потрібно показати, що для будь-якого  > 0 існує  > 0, таке що для всіх х

.

Маємо:

Отже, можна взяти (рис. 4.5).

Рис. 4.5

Для функції нерівність виконується, як тільки . 

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]