
Часть 2 Пределы и непрерывность функции одной переменной. Дифференциальное исчисление функции одной переменной
Задача 1.
Найти пределы, не пользуясь правилом Лопиталя:
1)
;
2)
;
3)
;
4)
;
5)
;
6)
.
Решение.
1)Вычисление
предела отношения многочленов при
,
,
где
многочлены степени
и
,
.
В
этом случае пользуются тем, что бесконечно
большая величина эквивалентна своей
главной части, то есть многочлен будет
эквивалентен слагаемому с переменной
в наибольшей степени. Поэтому
|
Выделение главной части многочленов, стоящих в числителе и знаменателе приводит к раскрытию неопределенности. |
|
|
|
|
2) |
|
|
|
Найдем
корни квадратного трехчлена, стоящего
в числителе:
|
|
= |
Сократим
на множитель
|
|
= 3) |
Выражение под знаком предела не содержит неопределенности.
|
|
|
Для
выделения множителя
|
|
= |
||
Множитель
|
||
= 4) |
После
сокращения на
|
|
|
В этом примере выражение, стоящее в числителе, нельзя заменить эквивалентной бесконечно малой величиной. |
|
= |
Для
получения табличной эквивалентности
можно вынести за скобки
|
|
= |
Теперь
замена эквивалентными бесконечно
малыми приведена в прямых скобках. По
свойствам логарифмов:
|
|
=
5) |
После
сокращения на
|
|
|
Прибавим и вычтем единицу в основании данной функции (выражение в скобках), таким образом, она будет выделена. |
|
= |
Два последних слагаемых приведем к общему знаменателю. |
|
= |
Очевидно,
величина
|
|
= 6) |
Теперь
предел приведен к виду второго
замечательного предела, в котором
|
|
|
Выделим единицу в основании и используем эквивалентность бесконечно малых величин. |
|
= |
||
= |
Можно
ввести новую переменную, чтобы показать,
что предел приведен к виду второго
замечательного предела. Здесь
|
Задача 2.
Исследовать функции на непрерывность и классифицировать точки разрыва:
а)
;
б)
.
Решение.
а)
Преобразуем знаменатель функции в произведение, определив корни квадратного трехчлена.
Тогда
Функция не определена в точках
и
.
Исследуем
на разрыв точку
.
|
Можно
сделать вывод, что в точке
|
Исследуем
на разрыв точку
.
|
В
точке
|
б)
.
Заданная
функция непрерывна на всей числовой
оси, кроме точки
.
Исследуем функцию на разрыв в этой
точке.
|
Так
как левосторонний предел функции
бесконечен, то в точке
|