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

Введение в математический анализ. Дифференциальное исчисление

.pdf
Скачиваний:
9
Добавлен:
05.02.2023
Размер:
8.08 Mб
Скачать

Пусть A R; B R, A0 - множество всех предельных точек множества A и +1 2 A0.

Определение 61. (Коши) Число a 2 R назы-

вается пределом функции f : A ! B при x ! +1 2 A0; если 8" > 0 9 > 0 такое, что

8x 2 A и x > : jf(x) - aj < ":

Обозначение: lim f(x):

x!+1

ТРЕНАЖЁР

f : A ! R; A R;

lim f(x) = a x!+ 1

First Prev Next Last Go Back Full Screen Close Quit

Определение 62. (Гейне) Число a 2 R назы-

вается пределом функции f : A ! B при x ! +1 2 A0; если

8(xn); xn 2 A и xn ! +1 : f(xn) ! a:

First Prev Next Last Go Back Full Screen Close Quit

ТРЕНАЖЁР

f : A ! Rm; A R;

lim f(x) = a 2 Rm x!1

ТРЕНАЖЁР

f : A ! Rm; A R;

lim f(x) = a 2 x!+ 1

Rm

ТРЕНАЖЁР

f : A ! Rm; A R;

lim f(x) = a 2 x!- 1

Rm

First Prev Next Last Go Back Full Screen Close Quit

Пример 47. Показать, что

 

 

1

 

x

x +

1 +

 

 

= e:

x

lim

 

 

 

 

! 1

 

 

 

 

Решение.

 

 

 

1

 

 

x

 

61

 

x

 

 

1 +

 

 

 

= e

 

+

1

x

 

 

8 !

 

9

 

 

такое,

()

 

lim

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

" > 0

> 0

 

 

 

что

 

8x (x > ) =

 

 

 

1

 

x

 

1 + x

 

 

 

 

)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

- e

< " :

 

 

 

 

 

 

First Prev Next Last Go Back Full Screen Close Quit

Фиксируем произвольное " > 0:

В силу свойства монотонности показательной функции справедливы неравенства

 

1

 

[x]

1

 

x

 

1

 

[x]+1

1 +

 

 

 

< 1 +

 

 

 

< 1 +

 

 

;

[x] + 1

 

x

 

[x]

(3.5)

где [x] целая часть x, т.е. наибольшее целое число не превосходящее x:

First Prev Next Last Go Back Full Screen Close Quit

Отсюда следует, что

lim

1

+ n+1

1

= e =

 

 

 

 

 

 

 

 

n

24

 

9

N1 = N

1("

) такое, что

n > N1

 

 

 

 

 

 

 

)

8

 

 

 

1

 

n+1

24

 

lim

1

+

 

 

 

 

= e =

 

n

 

 

n > N2

9

N2 = N2(") такое, что

 

 

 

 

 

 

 

)

8

 

 

1

 

n

 

 

9

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

>

 

 

 

 

 

 

 

 

 

>

 

 

 

 

 

 

 

>

 

 

 

 

 

 

 

>

 

 

 

 

 

 

 

 

 

>

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

: 1 +

n+1

 

 

- e < "

 

>

 

:

 

1 + n1 n+1 - e < "

 

> )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

>

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

>

 

 

 

 

 

 

 

>

 

 

 

 

 

 

 

>

 

 

 

 

 

 

 

 

 

>

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

;

 

 

1

+

 

1

n

< e + "

 

 

 

8n (n > N = maxfN1; N2g) =

e - " < 1

+

1

+n+1

!!

n

 

 

 

 

 

 

 

1

 

)

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

(3.6)

Если x > 1 + N; то [x] > N: Положим = N = maxfN1; N2g:

Тогда, учитывая (3.5) и (3.6), получаем, что

8x

(x > ) =

 

1

1 +

 

x

 

)

 

 

 

 

 

 

 

 

x - e

< " :

 

 

 

 

 

 

Из выделенного синим цветом следует, по определению 61, что

 

 

1 +

1

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

x +

 

 

= e:

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

lim

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

First

 

 

 

Next

 

Go Back

 

 

 

Close

 

Quit

! 1

 

 

Prev

 

 

 

 

Last

 

 

Full Screen

 

 

 

 

Пример 48. Показать, что

 

1

 

x

x -

1 +

 

= e:

x

lim

 

 

 

 

! 1

 

 

 

 

First Prev Next Last Go Back Full Screen Close Quit

Решение.

x -

1 + x

x

 

 

 

 

 

 

8 (xn) ; xn

 

- : 1 + xn

xn

 

 

e :

= e

60

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

Фиксируем

 

 

 

 

 

 

()

 

 

 

 

 

 

 

 

! 1

 

 

 

n

 

n

 

 

 

!

 

lim

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

! 1

 

 

 

произвольную последовательность (x

) ; x

 

 

 

 

 

- :

Обозначим yn = -xn; zn = yn - 1:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

!

 

 

1

Проведём

 

 

 

 

 

 

!

 

 

1

 

 

!

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Очевидно, что yn

 

 

+

 

; zn

 

 

+

 

 

:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

эквивалентные преобразования

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 + xn

xn

1 +

 

-yn

-yn

 

 

 

 

 

 

 

yn

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

= yn - 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

yn

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= 1 + yn - 1

yn-1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= 1 + z1n

zn

1 + z1n :

 

 

 

1 + yn - 1

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(3.7)

First Prev Next Last Go Back Full Screen Close Quit

Тогда

lim

1 + z

 

 

= e

 

 

 

 

 

 

zn

 

 

 

9

=

z

Пример47

 

 

62

 

 

 

1

 

!

>

 

+

 

 

 

 

 

 

 

=

 

1 +

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z

 

 

 

 

 

 

 

 

e

=

 

 

1 + z

 

 

1

 

 

 

)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

zn

 

 

 

 

 

 

>

13

! 1n

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

>

)

 

 

 

 

!

 

 

 

1

 

zn

 

 

 

1

 

 

 

>

 

 

 

 

 

 

 

 

 

zn

 

 

 

 

 

zn

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 +

 

 

 

 

 

 

1 +

 

 

 

!

e;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Отсюда, учитывая (3.7), получим

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 + x1n xn

!

e:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Из выделенного синим цветом следует, по

определению 60, что x -

1

 

x

1 + x

= e:

lim

 

 

 

! 1

 

 

 

First Prev Next Last Go Back Full Screen Close Quit

Пример 49. Показать, что

lim 1 + 1 x = e:

x!1 x

Решение.

 

1

 

x

57

 

 

 

 

 

 

 

 

 

xlim

1 +

 

 

 

= e

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

()

x

(jxj > ) =

 

1 +

1

 

x - e < "

:

!1" > 0 > 0

 

 

 

8

9

 

 

 

такое, что 8

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

First Prev Next Last Go Back Full Screen Close Quit