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

Введение в математический анализ. Дифференциальное исчисление

.pdf
Скачиваний:
10
Добавлен:
05.02.2023
Размер:
8.08 Mб
Скачать

Пример 113. Найти

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

lim

xx; при a > 1.

Решение.

 

 

 

 

 

x!+1 a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

xn

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

nxn-1

 

 

 

 

 

 

lim

 

 

 

=

 

 

 

=

 

 

lim

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

 

=

x

 

 

x

 

 

 

x

 

 

 

 

x ln

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+

 

 

 

 

 

 

 

 

+

 

a

 

 

1 x

n-2 a

 

 

a

 

 

 

 

 

 

n n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

=

 

lim

 

 

1( -

)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

! 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

! 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x +

 

 

1ax(ln a)2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

! 1

 

 

 

=

 

lim

 

 

1 n!

 

 

 

= 0:

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x +

 

a1(ln a)

 

! 1

Заметим, что вся цепочка последних равенств носила условный характер до тех пор, пока мы не пришли к выражению, предел которого смогли найти.

First Prev Next Last Go Back Full Screen Close Quit

5.8.1.3.Другие виды неопределённости.

Пусть f; g : A ! R; A R. Обозначим через ! конечную или бесконечно удалённую предельную точку множества A. Неопределённости вида (0 1) и (1 - 1) алгебраическими преобразованиями можно свести к

неопределённостям вида 00 или 11 .

First Prev Next Last Go Back Full Screen Close Quit

Пусть

 

 

lim f(x) = 0

:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

! g(x) =

 

 

 

 

 

 

 

 

и

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

lim

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

Тогда

x!!

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x !

 

 

 

 

 

> lim

g(x)

=

:

 

 

 

 

 

 

 

>

lim

f(x)

=

0

;

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

8 x

!

1

 

 

0

lim f(x)g(x) = (0

 

1

) =

g(x)

 

 

 

!

 

 

 

 

< x!! f(x)

 

1

 

 

 

 

 

 

 

>

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

>

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

: !

 

 

 

 

 

 

 

First Prev Next Last Go Back Full Screen Close Quit

Пусть, далее,

 

lim

 

 

 

 

и

x!! f(x) = +1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

lim

 

 

 

 

Тогда

x!! g(x) = +1

 

 

 

 

lim

(f(x) - g(x)) = (1 - 1) =

 

 

 

 

x!!

 

 

 

 

 

= lim

 

1

-

1

 

 

=

 

0

 

 

g(x)

f(x)

:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

1

 

 

0

 

x!!

 

 

 

 

f(x)

g(x)

 

First Prev Next Last Go Back Full Screen Close Quit

Неопределённости вида (11) ; 00 ; 10

возникают при нахождении предела при x ! ! функции y = [f(x)]g(x), f > 0 вблизи !. Для нахождения предела при x ! ! такой функции достаточно найти предел при x ! ! функции ln y = g(x) ln f(x).

Действительно, если lim ln y = (0 1) = k 2

x!!

R; то lim y = ek.

 

x

!

 

 

 

 

 

Если

же lim ln y = (0

1

) =

1

;

lim y

 

! x!!

 

 

то x!!

равно +1 и 0, соответственно.

First Prev Next Last Go Back Full Screen Close Quit

Пример 114. Найти lim xx.

x!0+

Решение. Найдём сначала

 

 

 

 

x 10:11

 

 

=

 

ln

83 lim

1x

 

 

 

= lim ln x

 

 

x

lim

ln

x =

 

x

lim

 

x = (0

) =

 

!

 

 

 

 

 

 

 

!

 

1

 

=

 

1

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x 0+ x

 

 

 

 

lim

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x 0+ -x12

 

 

 

 

 

!

 

1

 

 

 

 

1

 

=!x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

!

0+(-x) = 0:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Тогда

lim xx = e0 = 1:

x!0+

First Prev Next Last Go Back Full Screen Close Quit

5.8.2.Формула Тейлора.

Пусть функция f : (a; b) ! R имеет непрерывные производные до n порядка включи-

тельно на интервале (a; b) и x0 2 (a; b).

First Prev Next Last Go Back Full Screen Close Quit

Определение 133. Многочлен

Pn(x; x0) =

= f(x0) + f0(x0)(x - x0) + f00(x0)(x - x0)2 +

1! 2!

+ f(n)(x0)(x - x0)n: n!

называется полиномом Тейлора порядка n функции f в точке x0:

First Prev Next Last Go Back Full Screen Close Quit

Полином Тейлора Pn(x; x0) совпадает с функцией f в точке x0 и даёт некоторое приближение функции f в U"(x0): Поэтому особый интерес приобретает изучение разности

rn(x; x0) = f(x) - Pn(x; x0):

(5.20)

First Prev Next Last Go Back Full Screen Close Quit

Теорема 84. (Пеано) Пусть функция f

дифференцируема (n - 1) раз в некоторой "-окрестности точки x0 и существует f(n)(x0): Тогда

rn(x; x0) = f(x) - Pn(x; x0) = o ((x - x0)n)

при x ! x0:

Доказательство.

Доказательство. Обозначим через

(x) = rn(x; x0) : (x - x0)n

Покажем, что lim (x) = 0:

x!x0

First Prev Next Last Go Back Full Screen Close Quit