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

3.20.2.Второй замечательный предел и его следствия.

Пусть ! конечная или бесконечно удалённая предельная точка множества A Rk,

: A ! B; B R

бесконечно малая при x ! ! и 6= 0 вблизи

!.

First Prev Next Last Go Back Full Screen Close Quit

Теорема 45. Степень, основание которой равно сумме единицы и бесконечно малой при x ! !, а показатель есть величина, обратная этой бесконечно малой при x ! !, имеет пределом число e при x ! !: Итак,

1

lim (1 + (x)) (x) = e;

x!!

где (x) ! 0 при x ! !: (3.12)

Этот предел называется вторым замечательным пределом.

First Prev Next Last Go Back Full Screen Close Quit

Доказательство.

Обозначим y = f(x) =

1

 

и '(y) =

(x)

1 y

1 + y

 

 

:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В

силу теоремы 29,

lim f(x) =

1

: Тогда

x ! f(x) =

 

 

9

27

 

 

 

 

Теорема 29

x!!

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

>

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

>

 

 

 

 

 

 

 

!

 

 

 

1

 

y

>

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

=

 

 

 

 

 

 

 

lim

 

 

 

 

>

=

 

 

 

 

 

 

 

Пример 49

 

 

1

 

 

 

ylim

1 + y

= e > )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

>

 

 

 

 

 

 

 

!1

 

 

 

 

>

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

!

 

 

x !

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(x)

 

 

lim ' (f(x)) =

>

(1 + (x))

= e

 

 

;

 

 

 

 

 

!

 

 

 

lim

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

!

 

 

 

 

 

 

First Prev Next Last Go Back Full Screen Close Quit

Теорема 46. Первым следствием второго замечательного предела называют

lim loga (1 + (x)) = loga e; x!! (x)

где (x) ! 0 при x ! !:

First Prev Next Last Go Back Full Screen Close Quit

Доказательство. Обозначим

1

y = f(x) = (1 + (x)) (x) и '(y) =

В силу теоремы 45, lim f(x) = e,

x!!

f(x) 6= e при x 6= !: Тогда

x

 

!

 

 

> =

lim

Теорема 45

 

 

>

 

 

 

 

 

 

 

 

log

 

>

 

 

 

 

lim f(x) = e

 

 

9

27

 

 

 

!

 

e loga y =

 

a e:

>

)

 

!

 

y

 

 

41

 

 

 

 

 

Пример

 

 

x

 

!

 

 

 

 

 

 

>

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

>

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

>

 

 

 

 

 

!

 

 

 

>

 

 

 

 

 

 

 

 

;

 

 

 

 

lim

 

 

 

 

 

 

 

loga y:

' (f(x)) =

 

1

 

 

 

a e:

= x!! loga (1 + (x))

(x)

=

 

lim

 

log

 

First Prev Next Last Go Back Full Screen Close Quit

Теорема 47. Вторым следствием второго замечательного предела называют

lim a (x) - 1 = ln a; x!! (x)

где (x) ! 0 при x ! !.

First Prev Next Last Go Back Full Screen Close Quit

Доказательство. Обозначим (x) = a (x) -

1: Очевидно, что (x) = loga (1

xПример 42

 

9

=

 

>

27

lim e (x)

lim

y

 

 

x !

lim

(x) = 0

>

 

 

!

!

e = 1

 

 

 

y 0

 

 

=

)

!

 

 

 

 

>

 

 

!

 

 

>

 

 

 

 

;

 

 

+(x)):

30

=1 =)

x!! (x) = 0:

(3.13)

lim

 

Тогда, учитывая (3.13) и теорему 32, получим

lim

a (x) - 1

= lim

 

 

 

1

 

=

1

= ln a:

(x)

 

 

log

a

(1+ (x))

 

x!!

x!!

 

 

 

 

 

loga e

 

 

 

(x)

 

First Prev Next Last Go Back Full Screen Close Quit

Теорема 48. Третьим следствием второго замечательного предела называют

lim (1 + (x)) - 1 = ;

x!! (x)

где (x) ! 0 при x ! !.

First Prev Next Last Go Back Full Screen Close Quit

Доказательство.

 

 

 

 

 

 

 

Обозначим (x) = ln (1 + (x)):

 

 

 

Пример

 

 

9

=

 

 

 

 

lim (x) = 0

 

>

 

 

 

 

 

 

 

>

 

 

 

 

 

 

 

lim

ln

y =

ln

y0

 

 

 

 

 

 

x

!

!

 

 

 

=

 

27

 

 

 

y

 

 

y0

 

 

 

 

 

41

 

 

 

)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ln

 

 

 

>

 

 

ln

 

31

 

 

!

 

 

 

 

 

 

 

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

!

 

(1 + (x>)) =

 

 

 

=

 

 

 

 

lim

 

 

 

1 = 0

 

 

 

 

 

!

 

 

 

 

 

 

 

lim

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(x) = 0:)(3.14)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

!

!

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

First Prev Next Last Go Back Full Screen Close Quit

Тогда

(3:14) и Теорема 47

 

 

>

=

x

 

 

!

 

 

(x)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

>

 

 

 

 

 

 

 

 

 

e (x)-1 = ln e = 1

 

 

>

 

 

 

lim

 

 

 

9

 

 

31

x

!

!

ln (1+ (x))

 

ln

 

 

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

> )

lim

 

 

 

Теорема 46

 

e = 1

>

 

 

 

 

 

 

(x)

 

 

 

=

 

 

>

 

 

 

lim

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

 

 

>

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

!

 

 

 

 

e ln (1+ (x))-1

 

ln (1+ (x))

 

 

 

 

 

(1+ (x))

-1

 

 

 

 

 

 

 

>

 

 

 

!

!

 

 

 

 

 

(x)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= lim

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

ln (1+ (x))

 

 

 

(x)

 

 

 

= !x ! (x) ln (x)

= 1 1 = :

x

 

!

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

lim e (x)-1

 

(1+ (x))

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

!

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

First Prev Next Last Go Back Full Screen Close Quit