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

2536

.pdf
Скачиваний:
4
Добавлен:
15.11.2022
Размер:
1.8 Mб
Скачать

Решение.

а) Строим график функции для x 0 и для x > 0 (рис. 1.1).

б) Строим график функции последовательно для участков:

х < 0; 0 х < 2; х >2 (рис. 1.2).

 

 

Рис. 1.1

Рис. 1.2

 

 

 

3.5. Найти область определения следующих функций:

1

 

а) y =

1

1+x ;

б) y= lg (2 - 1x );

в) y = arcsin

 

;

x

3

 

1

 

1

 

 

 

г) y =

+

; д) y = lgsin x .

 

 

 

 

 

x1

 

5x

 

 

 

 

 

Решение. а) Выражения под знаком радикала должны

быть неотрицательны, т.е. 1+x 0 и 1-

1+ x 0. Отсюда x -1

и 1+x 1; 1+x 1; x 0 x [-1, 0].

б) Выражение под знаком логарифма должно быть больше

нуля, т.е. 2 - 1x >0;

1x <2; 1-x<4; x > -3 и выражение под

знаком квадратного

корня 1 – х 0; х 1. Поскольку

неравенства должны выполняться одновременно, то x (-3,1].

в) Выражение имеет смысл, когда -1 x13 1 и x3.

Отсюда

11

x+3 1;

x 4.

 

x3;

1

 

г) Выражение имеет смысл при х - 1 > 0 и 5 - х > 0 . Решая эту систему неравенств, имеем х >1 и х < 5. Отсюда x (1,5).

д) В силу свойств логарифмической и степенной функции имеем следующую систему неравенств: sin x>0 и lg(sinx) 0.

Решением первого неравенства на периоде 2π

является

множество: 0 x π ,

 

которое с учетом периодичности можно

записать в виде 2π k

хπ (1 + 2k), к z . Так как |sin х| 1,

то второму неравенству

удовлетворяет

только

равенство

sin х = 1,

откуда x =

π

+ 2π k.

Таким

образом,

область

 

 

 

 

2

π (1+4k), k z.

 

 

 

определения функции: х =

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

3.6. Путем деформации и сдвига графика исходной

функции

построить

графики

функций:

 

а) y = 2sin(3x-2);

б) y =1-2 x+3 ; в) y =

1

x2 x -

3

; г) y =

6x1

.

 

 

 

2

 

2

 

 

2x+3

 

Решение. а) За исходную функцию возьмем y=sin х, а

данную функцию представим в виде y=2sin3(x - 2 ). В данном

3

случае A=2; k =3; a = 2 .

3

1. Строим одну волну синусоиды (рис. 1.3).

Рис. 1.3

12

2. Увеличиваем ординаты всех точек в два раза y= 2 sin x.

3.Уменьшаем в три раза абсциссы точек графика и строим график функции y = 2 sin 3x.

4.Переносим точки графика функции y = 2sinЗх на 23

вправо по оси абсцисс, получаем график одной волны данной функции.

б) За исходную функцию возьмем у = у x . В данном случае A=-2; а = -3; b = 1.

1. Строим график функции у = у x (рис. 1.4).

Рис. 1.4

2.Увеличивая ординаты в два раза, строим график функции у =2 x .

3.Меняем знак на противоположный у = -2 x . График

этой функции симметричен графику у = 2 x относительно оси абсцисс.

4.

Переносим точки

графика

функции

у = -2

x на 3

единицы влево по оси

абсцисс

и строим

график

функции

y = -2

x+3 .

 

 

 

 

5.

Поднимаем график функции y = -2

x+3 на 1 вверх и

строим график данной функции.

13

в) Преобразуем данную функцию к виду

y = 12 (x2-2x+1) - 2 = 12 (x-1)2 - 2.

За исходную функцию возьмем y = x2. В данном случае

A = 12 , a = 1, b= -2.

1. Строим график исходной функции y = x2 (рис. 1.5).

Рис. 1.5

2. Уменьшаем ординаты графика функции в два раза и

строим график функции y=

1

x2 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

3.Сдвигаем по оси абсцисс на 1 единицу вправо точки гра-

1

 

2

 

 

 

1

2

фика функции y=

 

x

 

и строим график функции y =

 

(x-1) .

2

 

2

4. Опускаем точки графика функции на 2

единицы вниз и

строим график данной функции.

 

 

 

14

г) Преобразуем функцию к виду y=3-

10

=3-

 

5

 

 

 

и

 

2x +3

x +

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

1

 

 

5

 

 

устанавливаем переход от функции y=

к заданной:

 

,

 

,

 

x

x

 

x

 

5

 

5

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-

, -

 

 

, 3-

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x +

 

 

 

x +

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполняем следующие последовательные преобразования (рис. 1.6): строим пока только одну ветвь гиперболы; растягиваем по оси Оу в пять раз; заменяем графиком, симметричным относительно оси Ох; строим вторую ветвь гиперболы; делаем горизонтальный сдвиг координатной

системы на 3 единицы вправо и вертикальный сдвиг на 3

2

единицы вниз.

Рис. 1.6

15

3.7. Показать, что функции у

=

4x 9

 

 

и х =

9 + 2 y

 

 

4

 

являются взаимно обратными.

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Решение. Подставим во вторую функцию вместо у его

 

 

 

 

 

9 + 2

4x 9

 

 

 

 

 

 

 

 

выражение через х, тогда получим

ϕ (f(x))=

 

2

 

 

= x,

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

х его

Аналогично, подставляя в первую

функцию

вместо

 

9 + 4

9 + 2 y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

выражение через у имеем f(ϕ (y)) =

 

4

 

 

−= y .

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.4. Вычисление пределов. Раскрытие неопределенностей

10. Число b называется пределом функции f(x) при х а, если для любого ε >0 найдется такое δ >0, что | f (х) - b|< ε как

только |х — а| < δ . Обозначают предел lim f (x) = b .

xa

Предел функции f(х), если он существует, при стремлении

x к a справа обозначают lim f (x) .

xa+0

Аналогично, предел функции при стремлении х к а слева

обозначают

lim

f (x) .

 

 

 

 

 

xa

0

 

 

 

20. Теоремы о пределах.

 

 

1.

Предел постоянной равен самой постоянной.

2. lim (u + v)= lim и + lim v.

 

 

3. lim(u v) = lim и lim v.

 

 

4. lim

u

=

 

limu

, если limv 0.

 

 

 

 

 

 

 

 

v

 

limv

 

 

30. Замечательные пределы.

sin x

 

1.

Первый замечательный предел lim

=1 .

x

 

 

 

 

 

 

 

x0

 

2.

Второй замечательный предел

 

 

16

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

lim (1+

)x =lim(1+α)

α

= e = 2,718....

 

 

 

 

 

 

 

x→∞

x

 

α0

 

 

 

 

 

 

 

 

40. Некоторые важные пределы:

 

 

 

 

 

 

lim

 

loga (1+α)

= loga

e ;

lim

aα 1

= ln a ;

 

 

 

α

 

 

 

α

 

 

α0

 

 

 

loga x

 

 

 

 

a0

 

lim

(1

+α)μ

 

= μ ;

lim

 

= lim x

k

loga x = 0 (a>1, k>0).

 

α

 

 

xk

 

 

α0

 

 

 

x→∞

 

 

 

x0

 

 

 

50. Неопределенность вида

0

раскрывается, как правило,

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

делением числителя и знаменателя на множитель, стремящийся к нулю, или с помощью первого замечательного предела.

60. Неопределенность вида ( ∞− ∞) раскрывается делением на х в старшей степени.

70. Неопределенность вида (0 ) и ( ∞− ∞) раскрывается

путем преобразования функции к неопределенностям 0 или

0

( ∞− ∞).

80. Неопределенность вида (1) раскрывается посредством преобразования предела ко второму замечательному пределу.

90. Бесконечно малые функции α(x) и β(x) называются

эквивалентными, если lim α(x) =1 . xα β(x)

При раскрытии неопределенностей 0 можно пользоваться

0

следующим правилом.

Предел отношения двух бесконечно малых не изменится, если их под знаком предела заменить на эквивалентные. Обозначая эквивалентность бесконечно малых следующим образом α(x) β(x) при x 0, запишем наиболее известные

17

sinα(x) α(x) ,

arctgα(x) α(x) ,

aα( x) 1

 

α(x) lna,

tgα(x) α(x) , 1 –

cosα(x)

1

 

α2 (x) ,

eα( x) 1

α(x) ,

 

 

 

2

 

α(x) ,

 

 

 

 

arcsinα(x) α(x) ,

ln(1+α(x) )

 

 

 

 

n 1+α(x) 1

α(x)

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

x2 4

 

4.1. Найти

 

пределы:

а)

lim

 

;

 

x2

+6x 16

 

 

 

 

 

 

 

x2

 

б)

lim

x2 +5x +4

 

;

2x2 + x 1

 

x

→−1

 

г)

lim

sin x cos x

.

 

 

x

π

tgx 1

 

 

 

4

 

 

 

 

 

Решение: а)

знаменатель

lim

x2

в)

lim

x5

x4 +2x2 5x +3

;

 

x3 +4x2

7x + 2

 

x1

 

 

Разложим на множители числитель и

x2

4

= lim

(x 2)(x + 2)

.

x2 +

6x 16

(x 2)(x +8)

x2

 

Сокращая на (x – 2), будем иметь lim

x + 2

=

 

4

= 0,4.

x +8

10

x2

 

 

б) Разлагаем числитель и знаменатель на множители

lim

(x +1)(x +4)

= lim

x + 4

 

= −

3

= −1.

(2x 1)(x +1)

2x 1

3

x→−1

x→−1

 

 

в) Поскольку при x = 1 многочлены в числителе и знаменателе обращаются в ноль, то их можно разложить на множители, причем одним из сомножителей будет (х - 1). Тогда, деля многочлены на (х - 1) получим

 

 

 

lim

(x 1)(x4

+2x 3)

=

1+ 2 3

=

0

= 0.

 

 

 

 

(x 1)(x2

+5x 2)

1+5 2

4

 

 

 

 

x1

 

 

 

 

 

г) Выполнив очевидные преобразования, получим

 

lim

 

sin x cos x

= lim

(sin x cos x)cos x

= lim cos x =

2 .

 

 

 

 

x

π

 

tgx 1

x

π

 

sin x cos x

x

π

 

2

4

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

18

4.2. Найти пределы: a) lim

4 x

4 + x

;

 

 

x0

 

3x

 

 

 

б) lim

x2 +1 1

; в) lim

x

1

;

x2 + 2

2

3 x

1

x0

 

x1

 

г) lim

1 +tgx

1 tgx .

 

 

 

x1

sin 2x

 

 

 

 

 

Решение: a) Умножим числитель и знаменатель на выражение, сопряженное числителю

lim

( 4 x 4 + x)( 4 x +

4 + x ) = lim

2x

=

x0

 

3x( 4 x + 4 + x)

x0

3x( 4 x +

4 + x)

= −

2 lim

1

4 + x

= −1 .

 

 

 

 

3 x0

4 x +

6

 

 

 

б) Умножаем числитель и знаменатель на выражения сопряженные числителю и знаменателю

lim

(

x2 +1 1)(

x2

+1 +1)(

x2 + 2 +

 

2)

 

=

 

 

x2 + 2

2)(

x2

+1 +1)(

x2

+ 2 +

2)

 

x0 (

 

 

 

 

= lim

 

x2 ( x2 + 2 + 2)

= lim

 

x2 + 2 + 2

=

 

 

2.

 

x2 ( x2 +1 +1)

 

 

x2 +1 +

1

 

 

 

x0

 

 

x0

 

 

 

 

 

 

в) Делаем замену t6 = x, тогда при x1,

t1

и

 

 

 

 

lim

 

x 1

= lim

t3

1

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

x 1

t2

1

 

 

 

 

 

 

 

 

x1

 

 

t 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= lim

(t 1)(t2

+ t +1)

 

 

= lim

t2

+ t

+1

=

 

3

.

 

 

 

(t 1)(t +1)

 

 

 

t +1

 

 

2

 

 

t 1

 

 

 

t 1

 

 

 

 

г) Умножаем числитель и знаменатель на выражение сопряженное числителю

19

 

 

 

 

lim (

1 + tgx

1 tgx )(

 

1 + tgx +

1 tgx )

 

 

 

 

x0

 

sin 2x( 1 + tgx

 

+ 1 tgx )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= lim

 

 

 

2tgx

 

 

 

 

 

=

 

 

 

 

 

 

 

sin 2x(

1 + tgx +

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

x0

 

 

tgx)

 

 

 

 

 

 

 

 

= lim

 

 

 

1

 

 

 

 

1 tgx )

=

 

1 .

 

 

 

 

 

x0

cos2 x( 1 + tgx +

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

sin

x

 

 

 

 

2tg π

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

4.3. Найти пределы: a) lim

 

 

 

 

 

; б) lim

2

;

 

 

x

 

 

x2

 

 

 

 

 

 

 

 

x0

 

 

 

 

x0

 

в) lim

1 cos 2x

; г)

lim

x3

 

 

 

 

;

 

д) lim

sin2 (x2)

 

 

xtgx

 

 

3 π

 

x2 4x +1

x0

 

 

 

 

x0

8sin

 

 

x2

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

е) lim

 

sin 3x + sin 4x

; ж) lim

cos x cos3x

 

;

 

 

 

 

 

 

 

x0

 

 

 

6x

 

 

x0

 

 

 

 

x2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

з) lim xsin 3x x0 tg 2 5x

=

;

Решение. a) Умножим и разделим знаменатель на 4 и подведем выражение под знаком предела к первому замечательному пределу

 

sin

 

x

 

1

 

sin

x

 

 

1

 

lim

4

=

lim

4

 

=

.

 

x

 

 

 

 

4

x0

4

 

 

4 x0

x

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

б) Представим тангенс через синус и косинус и воспользуемся теоремами о пределах

20

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]