 
        
        книги из ГПНТБ / Любич В.Н. Лекции и практические занятия по высшей математике. Дифференциальное исчисление функций одной переменной [учеб. пособие]
.pdfПроверяем второе условие — существование конечной производ ной во всех внутренних точках промежутка.
Наша функция при .г= 0 не имеет производной!
Действительно, если к нулю подходить справа, то у' = 1 (при
| х > 0), если к нулю подходить слева, то у' = — 1 (при х < 0), | т. е. по | ||
| лучается, | что единственного значения у' при х = 0 не имеет, | а это и | |
| означает, | что при х = 0 производная не существует. | 
 | |
| 4 (самостоятельно). Функция у = - | принимает равные зна | ||
чения на концах промежутка [ — 1 , 1 ].
Убедиться в том, что производная от этой функции нигде внутри промежутка (— 1, 1 ) в нуль не обращается, и объяснить, почему
| не выполняется теорема Ролля. | 
 | 
| 5 (самостоятельно). Функция / ( * ) = - /" (х—2)2 на концах | про | 
| межутка [0, 4] принимает равные значения: /( 0 ) = / ( 4 ) = | т/~4 . | 
Справедлива ли для этой функции теорема Ролля на промежут ке [0, 4]?
6 (самостоятельно). Выполнены ли условия теоремы Ролля для функции if(x) = tg х в промежутке [0, я]?
7 (самостоятельно). Дан отрезок параболы у — хг, заключенный между точками А (1; 1) и В (3; 9). Доказать, что на этом отрезке параболы существует точка, касательная в которой параллельна хорде /1 В, и найти эту точку.
З А Н Я Т И Е 22
ПРИЛОЖЕНИЕ ПРОИЗВОДНОЙ К РАСКРЫТИЮ НЕОПРЕДЕЛЕННОСТЕЙ, ПРАВИЛО ЛОПИТАЛЯ
Выведенная в предыдущем занятии формула Коши может быть использована для доказательства теоремы, которая дает простое и удобное правило для раскрытия неопределенностей. Хотя с раскры тием неопределенностей мы уже встречались, следует отметить, что раскрытие неопределенностей при помощи теорем теории пределов требует подчас большой изобретательности.
Покажем, как можно раскрывать неопределенности при помощи производных, и убедимся в том, что использование производной, как правило, значительно облегчает задачу.
§. 54. Правило Лопиталя
а) Неопределенность вида
К неопределенности
ношения двух функций пример, при л-—а).
Теорема. Пусть:
1 ) функции ф(д') и ф(д) в ее окрестности;
2) Ifm ® (а ) = ? (t?)= 0 ;
Л'—П
о приводит задача о пределе от
и6 ( a ) , стремящихся к нулю (на
определены и непрерывны в точке а и
3) существуют в указанной окрестности конечные производ ные ?' (а-) и 'У (а ), причем У (а ) Ф 0 (при д у а);
4) существует (конечный или бесконечный) предел
Пт ¥ (х) = К.
л* - а Г ( х )
Тогда и
| П т | <?(•*) | = К. | 
| д*—а | -На ) | 
 | 
Доказательство. Рассмотрим промежуток [а, х], где д — любая точка из окрестности точки а. В этом промежутке функции ср(д) и
182
•ф(х) удовлетворяют условиям теоремы Коши. Применяя ее, по лучим
ср (х)—у (а) _ ср' (с)
а<с<л\
'М *)-'М а ) “ f ( c ) ’
Но так как ф(а) = ф(а) =0. т0
?(-у) _ ф' (g) ф(л) 4- '(с)
Если теперь х устремить к а, то с, находясь между а и л, тоже устремится к а (рис. 88):
| lim т-уДг = | Ит тгт^г =АГ (в СИЛУ условия 4), | 
| л -й 4>(-*) | c-a ФЧс) | 
что и требовалось доказать.
На основании доказанной теоремы можно сформулировать
| следующее правило | раскрытия неопределенности вида 0 | : | |||
| Пр ави ло . При | 
 | разыскании пре- | 
 | 
 | |
| дела частного Ч>(х) , | в случае | неопре- | с ■ | » ■» | |
| 0 | 
 | 
 | заменить | 
 | 
 | 
| деленности вида —гг , можно | Рис. 88. | 
 | |||
| и , | „ | пределом | 
 | ||
| предел отношения | функций | 
 | 
 | ||
отношения их производных, если последний предел существует:
Нш ч ( х )
х-*-а п х ) ■
Э то правило называется правилом Лопиталя *).
| Если отношение | производных тоже приводит к неопределен | |
| ности вида | то | и к нему можно применять это же правило | 
и, таким образом, в некоторых случаях для раскрытия неопре деленности приходится правило Лопиталя применить несколько раз.
Замечание 1. При доказательстве теоремы мы (взяли промежуток [а, х], т. е. полагали х>а. Точно так же можно было брать проме жуток [х, а], т. е. х<а.
Замечание 2. Эта теорема распространяется и на случай, когда
| х стремится к бесконечному пределу, т. е. | при а = ± со. | 
 | |||||
| П р и м е р | 
 | 
 | /[I г\П_1 | 
 | 
 | 
 | |
| 1. Найти lim - | --------- .Подставляя х=0, получаем | ||||||
| 
 | 
 | л--0 | х | 
 | 
 | 
 | |
| неопределенность | применим правило Лопиталя: | 
 | |||||
| .. (1+х)л-1 | 
 | [(1+х)«-1]' | .. л (1-М)*-1 | ||||
| lim -—1— ---------=lim | 
 | 1— ---- — =lim ——у—;— = | n. | ||||
| x-+0 | X | дг-^О | X | x-Q | 1 | 
 | |
*) Лоллталь (1661—1704) — французский математик.
183
| П р и м е р 2: | 
 | 
 | 
 | 
 | ||
| lim | X—sin X | £ | = lim (X—Sin A-)7 | ==lim 1 —cos X | ||
| X-U | x s ~ | 0 | Л--0 | ( x * y | .r-0 | 3x2 | 
| 
 | — lim ( 1 —cosxV | -lim | sin x | = lim | (sinx)7 | |
| 
 | л’-О | (3X2T ’ | д-O | 6x | .v-0 | (6x)7 | 
=Jim cosx J-*0 6
Здесь мы три раза применили правило Лопиталн.
6) Неопределенность вида
Пусть при х->а функции <э(х)-,-ао и ф(х)-*оо. Тогда предел
| отношения -Т-ттс" при.х'-а представляет собой неопределенность | ||||||||
| оо | V \х ' | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
| вида — . | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |
| Для раскрытия такой неопределенности тоже применяется | ||||||||
| правило Лопиталя: | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||
| П р а в и л о ; При разыскании предела частного | в случае | |||||||
| неопределенности | ОО | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |
| вида --- можно заменить предел отношения | ||||||||
| функций пределом отношения | их производных: | 
 | 
 | |||||
| 
 | 
 | нп. Щ = | \ со | —lim ? '(* ) | 
 | 
 | 
 | |
| 
 | 
 | .г-* ,<Ь(X) | х-*а V (■*) ‘ | 
 | 
 | |||
| Примем это правило без доказательства. | 
 | 
 | 
 | |||||
| Замечание I. | Правило справедливо | и при <z= + co. | 
 | 
 | ||||
| Прим е р’. | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |
| Нт | inx | = Ит (in х)' | Нт | 1 | = Нт- 1 | = | 0. | |
| х | ||||||||
| 
 | 
 | СО | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
| СО | Хт | оо J-f-bCD (хт)7 | +оо | пгхт - 1 | .с-++аз т,х | 
 | 
 | |
| 
 | т> О | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
| Замечание 2, | При раскрытии неопределенности вида — | пра | ||||||
вило Лопиталя можно применять несколько раз подряд.
в) Другие виды неопределенностей
| Приведенное выше правило Лопиталя можно | применять | ||
| только | в том случае, когда имеется | отношение двух | функций, | 
| дающее | О | оо | 
 | 
| неопределенность вида -д- или ~ . | 
 | ||
184.
 
| Если | же | имеем | неопределенность | другого вида, | например | ||||||||||||
| О-со, | оо— оо и т. п., то прежде, чем применять правило Лопиталя, | ||||||||||||||||
| эту | 
 | неопределенность | следует | привести | к | неопределенностям | |||||||||||
| 
 | 
 | О | 
 | ОО | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |
| вида -тг или — . | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |||||
| 
 | 1. | U | 
 | со | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |
| 
 | Пусть: | 
 | 
 | Нш «р ( х ) = 0 , | П т /( л ') = оэ. | 
 | 
 | 
 | |||||||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |||||||||
| Тогда | 
 | 
 | 
 | л‘«>д | 
 | 
 | 
 | х —а | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |||
| 
 | 
 | 
 | 
 | Iim ? (л) •/ (х) = (0 •оо). | 
 | 
 | 
 | ||||||||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||||||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | х-*а | 
 | 
 | 
 | в дробь: | 
 | 
 | 
 | |||
| 
 | Обратим произведение <o{x)-f{x) | 
 | 
 | 
 | |||||||||||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | /(■*) | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |
| при /(л:)->оо | обратная | величина | I | -> 0 : | 
 | 
 | 
 | 
 | |||||||||
| f(x) | 
 | 
 | 
 | 
 | |||||||||||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | Jim | 
 | ?,(•*) | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 1 | 
 | o r | 
 | 
 | 
 | |||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | Х~*П | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | f i x ) | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
| и теперь можно применять правило Лопиталя. | 
 | 
 | 
 | ||||||||||||||
| 
 | Превращая произведение в дробь, следует помнить, что обычно | ||||||||||||||||
| лучше всего | более | сложный | множитель | оставлять | в | числителе, | |||||||||||
| а более | простой переводить в знаменатель. | 
 | 
 | 
 | 
 | ||||||||||||
| Пример-. | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | Хг | I СО\ | 
 | 
 | ||||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | П т хг-е~х= (со -0) = Пш — — (— ) = | 
 | 
 | ||||||||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | .V-*© | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | Л'-*-СО& | I | I | 
 | 
 | ||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | .. (х'2У | 
 | 
 | 2х | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||
| 
 | 
 | 
 | 
 | = Нш -т- | ) | = lim —- | 00/ | .1—00 [р ) | 
 | 
 | |||||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | .Г-^OD | 
 | .Г-*-СО | & ' | 
 | 
 | ||||||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | = Нш | = | 0 . | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||
| 
 | 2, | Пусть: | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | л'--- со Сл | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |||
| 
 | 
 | lim»(j:) = -i-oo; | И ш /(х)=: + оо. | 
 | 
 | ||||||||||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |||||||||||
| Тогда | 
 | 
 | х-*а | 
 | 
 | 
 | 
 | л*-* а | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |||
| 
 | 
 | 
 | lim [fix) | — о (jc)] = (00 —со). | 
 | 
 | 
 | ||||||||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |||||||||
| 
 | Неопределенность | вида | оо —со можно | привести | к | неойреде- | |||||||||||
| ■лепиости вида | 0 | следующим ооразом: | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||||||||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 1 | 
 | 
 | 1__ | 
 | 
 | 
| / | (*) -- * (*) | = | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ?(■*) | f i x ) | 
 | 
 | |||||
| 1 | 
 | 
 | 1 | 
 | 
 | 1 | 
 | 1 | 
 | 
 | |||||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | f i x ) | 
 | <?(х) | 
 | f i x ) | <?(х) | 
 | 
 | |||||
| так | как | 9(х) | 
 | О и | ~дуу -*-0 | при х-+а. | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||||||
185
| Пример-. limlctgA------г | 
 | ( о о — о о ) | = П ш ( ----------- | 
 | 
 | |||
| ,*-*о \ | л | 
 | 1 | 
 | *-о\ *гд' | А* | 
 | |
| 
 | 'Л—tgA | т | 
 | (А- - | t g x ) ' | 
 | 
 | |
| = lmr— г-2— | ) = lim | (A tg X)' | 
 | 
 | ||||
| .«■ -о | * tg | и | / | .гч-О | 
 | 
 | 
 | 
 | 
| = Нш ______ COS2 А' | 
 | 
 | 1 | — 2 c o s | A-Sin А | = | 0. | |
| 1%х+х -Щ?-х | 
 | 
 | 
 | 1 | 2х COS-3 A Sin А | 
 | ||
| 
 | COS3 А | c o s | 2а | 
 | ||||
| 3. В случае неопределенных | выражений | вида I00, | 0°, оо° | ре | ||||
комендуется эти выражения предварительно прологарифмиро вать. Пусть
у = [/( л - )Г д>,
где
| / ( а ) - * 1 , | » ( Л ' ) - М » . | |
| х-*-я | х -* а | |
| .Логарифмируем данную функцию: | In у = »(А ) •1п/ ( а ). Пере | |
| ходим к пределу: | 
 | 
 | 
| lim In y = lim [з (a ) - In/ ( | а ) ] = ( о з -0 ) | |
| —неопределенность уже изученного типа. | ||
| Допустим, что найдено | 
 | 
 | 
| lim In у —/<'. | 
 | |
| х -*а | 
 | 
 | 
| Символы lim и In можно менять местами: | ||
| In limy — К. | 
 | |
| Следовательно, | 
 | 
 | 
| limy = eA. | 
 | |
| П р и м е р : lim Asin v = ? jcsin-1'^ -(0°); | y = AGinA; In у = sin a -In a ; | |
| ,v-0 | ,r-0 | 
 | 
| lim In y = lim sin a -In x = | (0 - oo) = iim - *n.x ■= (— W lim — —— — | |||
| л*-*-0 | л*-*0 | .v-*0 1 | у ^ j | л'-*-0 COS JC | 
| 
 | 
 | Sin A | 
 | Sin2A | 
| = lim | — S i n 2 A | 1 | 
| .V—0 | A | C O S A | 
| = lim —Sin A •lim tg a ==0; lim In у = In lim y = 0; | |||
| .V-bO A | A--vO | .Г—О | A--0 | 
| l i m y = < ? ° = l ; | l i m A s i n A — 1. | 
 | |
| .v-0 | JT->0 | ' | 
 | 
186
Практическое занятие № 22
Контрольные вопросы "
1. Сформулируйте правило Лопиталя для раскрытия неопределенности
вида -Q -.
2. Можно ли применять правило Лопиталя к раскрытию неопределенностей
ОО
вида——, 0 -со, оо— со, Iго, =оо? Если можно, то кик?
Примеры и задачи
Пользуясь правилом Лопиталя, найти предельные значения функций.
а) Неопределенность вида -(j-
| 1. | Вычислить | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |
| 
 | 
 | 
 | 
 | Нт | у х | —у а | 
 | 
 | |
| 
 | 
 | 
 | 
 | Л'-ьЛ V x - | 1Га | 
 | 
 | ||
| если | в числитель | и знаменатель | 
 | подставить х=а. то полмчим | |||||
| неопределенность | вида | О . | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||
| Применим правило Лопиталя: | 
 | 
 | 
 | о | |||||
| 
 | 3.— | 3 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||
| 
 | 
 | { f a - f a ) ' | 
 | 3" | |||||
| 
 | У х — у а | = lim | = lim | 
 | |||||
| 
 | lim “7 | = — —7=г | 
 | 
 | 
 | 1 | |||
| 
 | х-*а у | X — у а | Х-+<1 | { У х | — | } / а ) ' | 
 | ||
| 
 | 
 | 
 | —-С- Нш х | 
 | 2 | 1 | 
 | ||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 3 | в.— • | 
 | |||
| 
 | 
 | 
 | 
 | О х - | а | 
 | 
 | ||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | У а | 
 | 
Напомним, что, применяя правило Лопиталя, следует брать про
изводную не от дроби, а от числителя и знаменателя отдельно.
е.Г_|
2 (самостоятельно). Вычислить lim —— .
.г -о sln
Ответ: 1.
| 3. Вычислить | 
 | х —arctg х | 
 | 
 | |
| 
 | lim | 
 | 
 | ||
| 
 | д--0 | хг | 
 | 
 | |
| При х = 0 имеем неопределенность | Применяем правило | ||||
| Лопиталя: | 
 | 
 | 
 | 
 | |
| lim х — arctg л~ | =llm (х —arctg xY | 1 | 1 | ||
| \+xi | |||||
| lim - | |||||
| .v->0 | •г-0 | (х*У | л-^О | За:2 | |
187
После подстановки .с—0 опятьполучаем неопределенность -jj- .
| Следовательно, | правило Лопиталя | необходимо | применить еще | |||
| раз: | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
| 1 - | 1 | /, | I | У | ■ 2л- | |
| 1 + а2 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |
| lim | =lim | (3Х'У | 
 | д-0 | 6л | |
| д-0 | За'2 | д-0 | 
 | |||
| 
 | 
 | = Иш | + а 2)2 | 3 • | 
 | |
| 
 | 
 | ,-.о 3 ( 1 | 
 | |||
Прежде чем подставить предельное значение х, нужно произвести возможные упрощения, в данном случае сократить на х.
4 (самостоятельно). Вычислить
| 
 | 
 | 
 | 
 | lim | a — s i n л | 
 | 
 | |
| 
 | 
 | 
 | 
 | A — tg A | 
 | 
 | ||
| 
 | 
 | 
 | 
 | д-0 | 
 | 
 | ||
| Ответ : | — | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |
| 5. | Найти | 
 | 
 | .. | е * — \ | 
 | 
 | |
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |||
| 
 | 
 | 
 | 
 | lim----------- г- . | 
 | 
 | ||
| 
 | 
 | 
 | 
 | д-0 | cos х | —1 | 
 | 
 | 
| Подставляя | л = 0, | получаем | неопределенность вида - Q- . | |||||
| Применяем | правило Лопиталя: | 
 | 
 | 2а • е Д3 | ||||
| 
 | -НтЛ... | -------;— = lim 7-------— | 4im | |||||
| 
 | д-0 COS А — 1 | д—о | (COS X | —1 у | JC_,0 | —Sin А | ||
| 
 | 
 | 
 | (а ■ехУ | п „ е*’+ 2 хг-е-'-7 | ||||
| 
 | = —2 Ьт ~ — | + = | —2 lim ----- 1-------------= —2 . | |||||
| 
 | 
 | .г | ,0 (sin а) | д- о | cos а | 
 | ||
| б | (самостоятельно). | Найти | 
 | 
 | 
 | |||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | naYX | 
 | 
 | 
 | 
| 
 | 
 | 
 | 
 | l i m — | 
 | 
 | 
 | |
| 
 | 
 | 
 | 
 | х-о | У sin Ьх | 
 | 
 | |
| Ответ: | У b ' | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||
| 7. | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||
| Найти | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||
| 
 | ех— | 
 | А | - А —1 | 
 | ех— хл | А —1 | |
| Нт | 
 | 
 | 
 | 
 | -lim • | Т | 
 | |
| д-0 | COS А + | • | 
 | д-0 | 
 | COS А + 4-У | ||
| 
 | 
 | 
 | 
 | |||||
неопределекиость онда О
| =Иш---------:------;------- = lim -----;--- -7------:--- r^— | -a — 1 | 
 | |||||||
| = ilm | 
 | 
 | |||||||
| л-,0 | —sinA-|-A | .r- 0 | (—siriA'-f-A') | .t^-o —cos A-f-1 | 
 | ||||
| неопределенность вида — | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | неопределенность | 
 | ||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | пила - i | 
 | 
 | ||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |
| 
 | (e-‘ —x —1 ) | .. | ex— 1 | (j | (eA—l | ex | - 1 | • | |
| ;И т ^ ---------- —-rrj = 11m —:------ | —....lim —.,-----.rr =lim --------- | ||||||||
| л--о(—COS ДГ+ ])' | .r->0 | Sin X | .r-0 | (sin a ) | д-*П - COS X | 
 | 
 | ||
псопрсделен*n
В этом примере нам пришлось применять правило Лопиталя четыре раза.
8 (самостоятельно). Найти пределы:
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ечх—ех | ; | « | Нт | 
 | - 1 - А п | 
 | |
| 
 | 
 | 
 | а) | 
 | 
 | е | 
 | б) | 
 | 
 | 
 | ||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 11т . | 
 | 
 | 
 | л'-О | sin6 2л' | 
 | |||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | .«•-о | t g A —а | 
 | 
 | 
 | ||||
| Ответ: | а) | 
 | 1 ; б) | ps ■ | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | б) | Неопределенность вида | 
 | ||||||
| 9'. | Вычислить | 
 | 
 | ,. | In sin 2а | 
 | 
 | 
 | |||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | lim | 
 | — ;----- . | 
 | 
 | 
 | |
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | х—0 In Sin А | 
 | 
 | 
 | |||
| При а = 0 | имеем | неопределенность | вида | 00 | потому что | ||||||||
| СО | |||||||||||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | In0 = — со | 
 | (In 0 = lim In х). | 
 | |||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ДГч-0 | 
 | 
 | |
| К раскрытию | этой | неопределенности правило Лопиталя приме- | |||||||||||
| няется так же, как и к раскрытию | неопределенности вида 0 : | ||||||||||||
| 
 | 
 | 1 | • л | 
 | 
 | ,, , | 
 | п | 
 | —— —-2 -cos2а | |||
| 
 | 
 | In sin | 2а | 
 | (In sin | 2а ) | 
 | sin | 2а | 
 | |||
| 
 | lim—;— | ;------ =lim- 7-— ;----r. = lim -------------------------- — | |||||||||||
| 
 | r-0 | InSinA | .v_o (1П Sin A) | 
 | 
 | 1 | 
 | ||||||
| 
 | 
 | 
 | со | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | •COS JC | |
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | sin X | 
 | |
| 
 | неопределенность | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||||
| 
 | 
 | вяла ---- | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |
| = 2 В | т - ^ | = | 2 П ш Д У и .2 Нш. « g j a l - 2 1 lm, i ° g £ . | ||||||||||
| .v *■ 0 | ctg X | 
 | 
 | Д--.0 | tg 2a | 
 | .r-o | (tg2x)' | .r-0 | cos2 2 а | |||
| неопределенность | неопределенность | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |||||||
| 
 | 
 | oo | 
 | 
 | 
 | .вида | О | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
| 
 | виде -— | 
 | 
 | 
 | - | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||
| 
 | 
 | со | 
 | 
 | 
 | 
 | О | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
189
| 10 (самостоятельно). Вычислить пределы: | 
 | 
 | ||||||||||
| 
 | а) | Нш | In X | 
 | б) | llm | tg Зх | *) | iim | ex | ||
| 
 | ,1'-П | In sin х | 
 | 
 | 
 | tg 5x | .r-1-CO | x“ | ||||
| О тве т : | a) | 1; | б) | -у-; | в) -j-co. | 
 | 
 | 
 | ||||
| 
 | в) | Неопределенности вида | со—а- и 0 •со | |||||||||
| Правило . | Чтобы | раскрыть | 
 | неопределенность | вида со — сс | |||||||
| „ | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | со | о | 
 | 
| или 0 | -оо, ее следует привести к виду -у - или - у . | 
 | ||||||||||
| 11. | Найти Иш | (-г ------------ У~У При х -cl-rfl | (т. е. справа) | |||||||||
| 
 | 
 | .г—1+0 | \ In X | 
 | X | 1 | / | 
 | 
 | 
 | ||
| — ------+СО. и | — —г | - — or | (х —1 > 0, | если | х —•>1 | справа, от | ||||||
| 1п х | 
 | 
 | х —1 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |
больших значений). Значит, имеем разность двух бесконечно больших величин, т. е. неопределенность вида со — ос. Преоб разуем эту разность в дробь:
| 
 | .. | / | I | 
 | 1 | \ | = | lim | х — 1 —In л* | |
| 
 | Urn | 
 | -г--------------------г | ) | 
 | ;-------г г - = | ||||
| .r-i+o\ | In л- | х —1 | л_ 1+0 | In Х ‘ ( Х — 1) | ||||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | . | 
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | неопределенность вида | ||
| = | , | 
 | (х—1 —1пх) | 
 | — lim | 
 | X | |||
| lim | 
 | П------ 7----- rtv | 
 | 
 | ||||||
| 
 | .г-*1+0 | [In х - ( х - 1 ) | ' | 
 | .f-1-1+0 | 
 | -f- In X | |||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | неопределенность пода T | ||
| 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 0 | 
| --lim | 
 | 
 | x — 1 | 
 | ]jm | 
 | ( x - 1 )' | |||
| 
 | X — 1 j - X | In X | 
 | Д--.1+0 ( X — 1 -{-x In x )/ | ||||||
| .г-1+0 | 
 | 
 | ||||||||
| 
 | 
 | 
 | = | lim | ———-----—:— | — ~cr- | ||||
| 
 | 
 | 
 | 
 | д-_,1+о l-(-lnx-f-l | 
 | 2 | ||||
| 12 (самостоятельно). Вычислить: | 
 | 
 | ||||||||
| “ > Й ( н Г Г “ ' Е т ) : 5) | 
 | 
 | ||||||||
| О тве т : а) —1 ; | б) 0. | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||||
| 13. Вычислить limx-lnx. | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | |||||
| 
 | 
 | .г-*+0 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | 
 | ||
| При хнь-j-O функция | Inх —величина | бесконечно большая, а | ||||||||
| х — бесконечно | малая. Поэтому | имеем | неопределенность вида | |||||||
190
