- •1.Предел Числовой последовательности.
- •2. Свойства пределов числовой последовательности
- •3. Предел функции
- •4. Непрерывность и точки разрыва функции
- •7. Некоторые теоремы о непрерывных функциях.
- •8.Бесконечно малые и бесконечно большие величины.
- •10. Свойства пределов функции
- •11. Первый замечательный предел
- •12-13. Второй замечательный предел
- •14. Частные производные.
- •4. Геометрическая интерпретация частных
- •15. Связь между непрерывностью и дифференцированностью
- •16. Полное приращение и полный дифференциал
8.Бесконечно малые и бесконечно большие величины.
Понятие бесконечно малых и бесконечно больших величин играет важную роль в математическом анализе. Многие задачи просто и легко решаются используя понятия бесконечно больших и малых величин.
Бесконечно малые.
Переменная называется бесконечно малой, если для любогосуществует такое значение, что каждое следующии за ним значениебудет по абсолютной величине меньше.
Если -бесконечно малая то говорят, что стремится к нулю, и пишут:.
Бесконечно большие.
Переменная x называется бесконечно большой, если для всякого положительного числа cсуществует такое значение , что каждое следующее за нимx будет по абсолютной величине больше . Пишут:
Величина, обратная к бесконечно большой, есть величина бесконечно малая, и обратно.
9.---
10. Свойства пределов функции
1) Предел постоянной величины
Предел постоянной величины равен самой постоянной величине:
2) Предел суммы
Предел суммы двух функций равен сумме пределов этих функций:
Аналогично предел разности двух функций равен разности пределов этих функций.
Расширенное свойство предела суммы:
Предел суммы нескольких функций равен сумме пределов этих функций:
Аналогично предел разности нескольких функций равен разности пределов этих функций.
3) Предел произведения функции на постоянную величину
Постоянный коэффициент можно выносить за знак предела:
4) Предел произведения
Предел произведения двух функций равен произведению пределов этих функций:
Расширенное свойство предела произведения
Предел произведения нескольких функций равен произведению пределов этих функций:
5) Предел частного
Предел частного двух функций равен отношению пределов этих функций при условии, что предел знаменателя не равен нулю:
11. Первый замечательный предел
Доказательство
Рассмотрим односторонние пределы и и докажем, что они равны 1.
Пусть . Отложим этот угол на единичной окружности ().
Точка K — точка пересечения луча с окружностью, а точка L — с касательной к единичной окружности в точке . Точка H — проекция точки K на ось OX.
Очевидно, что:
(1)
(где — площадь сектора )
(из : )
Подставляя в (1), получим:
Так как при :
Умножаем на :
Перейдём к пределу:
Найдём левый односторонний предел:
Правый и левый односторонний пределы существуют и равны 1, а значит и сам предел равен 1.
12-13. Второй замечательный предел
или
Доказательство второго замечательного предела:
Зная, что второй замечательный предел верен для натуральных значений x, докажем второй замечательный предел для вещественных x, то есть докажем, что . Рассмотрим два случая:
1. Пусть . Каждое значение x заключено между двумя положительными целыми числами: , где — это целая часть x.
Отсюда следует: , поэтому
.
Если , то . Поэтому, согласно пределу , имеем:
.
По признаку (о пределе промежуточной функции) существования пределов .
2. Пусть . Сделаем подстановку , тогда
.
Из двух этих случаев вытекает, что для вещественного Х
14. Частные производные.
Пусть z=f(x,y). Зафиксируем какую-либо точку (x,y), а затем, не меняя закрепленного значения аргумента y, придадим аргументу x приращение . Тогда z получит приращение, которое называется частным приращением z по x и обозначается и определяется формулой .
Аналогично, если x сохраняет постоянное значение, а y получает приращение , то z получает частное приращение z по y,.
Определение. Частной производной по x от функции z=f(x,y) называется предел отношения частного приращения по x к приращению при стремлении к нулю, т.е.
Частная производная обозначается одним из символов.
Аналогично определяется частная производная по y:
.
Таким образом, частные производные функции двух переменных вычисляются по тем же правилам, что и производные функции одного переменного.
Пример. Найти частные производные функции z=x2e x-2y.
Решение.
Частные производные функции любого числа переменных определяются аналогично.