Пределы последовательностей и функций. Учебно-методическое пособие
.pdf
Здесь использовано то, что если x + , |
то 2e 3x 0, |
||||||||||
ln 1 2e |
3 x |
2e |
3 x |
o e |
3x |
, |
e 3x |
и |
o e 3x |
— бесконечно |
|
|
|
|
x |
e 3x |
|
||||||
малые.
Ответ
Порядок роста равен 1.
Задача 7.8
Определить порядок малости f(x) при x 2, выделить главный член относительно бесконечно малой (x 2), если
|
|
|
|
|
|
f(x) = |
|
x 1 ex 2 3 |
. |
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
ln (3 x) |
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
Постановка задачи |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
f(x) с(x 2) при |
||||||||||||
Найти числа > 0 |
и с 0, такие, что |
||||||||||||||||||||||||
x 2. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Решение |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Если x 2, то |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 (x 2) ex 2 3 |
|||||||||
f (x) |
|
1 (x 2) ex 2 |
3 |
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
ln (1 |
(x 2)) |
|
|
|
|
|
|
|
|
(x 2) |
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
x 2 |
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
1 |
|
|
|
1 |
(x 2) o(x 2) 1 |
(x 2) |
3 |
|
|||||||||||||||
|
|
|
1 |
|
|
|
|||||||||||||||||||
x |
|
2 |
|
||||||||||||||||||||||
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
x 2 |
|
|
|
|
|
3 |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
o(x 2) |
|
|
|
||||||
|
|
|
x |
|
|
2 |
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
(x 2)3 |
|
|
1 |
|
o(x 2) 3 |
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
x 2 |
|
2 |
|
x 2 |
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 3 |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
(x 2)2 |
|
|
|
|
|
|
|
8 |
(x |
2)2. |
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
71
Ответ
Порядок малости равен 2, главный член — функция
81 (x 2)2.
Задача 7.9
Показать, что f(x) — бесконечно большая при x 0; определить порядок роста f(x) относительно функции 1x , если
|
|
|
|
|
|
|
|
|
f(x) = |
5 |
|
x x 2x3 |
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
. |
|
|
|
|
||||
|
Решение |
|
|
|
|
|
e2x2 |
1 x |
2 |
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
Если x 0, то |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
x |
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
5 |
|
5 |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
5 |
x 2x 2 |
|
|
|
|
x |
x 2x 2 |
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
f(x) = |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
e2 x2 |
1 x2 |
|
|
|
|
|
x2 o(x2 ) |
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
x 5 (x) |
|
|
|
1 |
3 |
|
5 (x) |
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 (x) |
. |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
o(x2 ) |
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
x |
2 |
1 |
|
|
|
|
x |
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
x |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Здесь обозначено: (x) = |
|
|
|
|
|
5 |
|
— известная беско- |
||||||||||||||||||||
|
|
x 2x 2 |
|||||||||||||||||||||||||||
нечно малая при x 0, |
|
(x) = |
|
o(x2 ) |
— неизвестная беско- |
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
x2 |
|
|||||||||||||||||||||||||
нечно малая. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
Таким образом, f(x) — произведение бесконечно большой |
||||||||||||||||||||||||||||
|
1 |
3 |
|
|
|
|
5 (x) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
2 |
на функцию |
|
, имеющую предел равный 5 (т.е. |
||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
1 (x) |
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||
x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
72
отличный от нуля); f(x) — бесконечно большая. Кроме того,
3
f(x) 5 x1 2 при x 0.
Ответ
Порядок роста равен 32 .
Задача 7.10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
Выделить главный член функции f(x) |
при x |
|
относи- |
||||||||||||||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|||
тельно функции x |
, если f(x) = (tgx)ctgx 1. |
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Решение |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
[1] |
|
|
|
|
|
|
|
|||
Если x |
|
, то f (x) ectgx ln(tgx) 1 ctgx ln(tgx) ln(tgx). |
|||||||||||||||||||||||||||||||
4 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Использовано: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
[1] — lim ctgx 1, |
lim tgx 1, |
|
|
lim |
|
|
ctgxln(tgx) 1 ln1= 0. |
||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
x 4 |
|
|
|
|
|
|
|
x |
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Пусть x |
|
y. Тогда, если x |
|
|
|
, то y 0, tgy 0, tgx = |
|||||||||||||||||||||||||||
4 |
|
4 |
|||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
tg |
|
tgy |
|
1 |
tgy |
|
|
|
|
|
|
|
|
2tgy |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
tg |
|
y |
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
. |
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
tgy |
1 tgy |
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
4 |
|
|
1 tg tgy |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2tgy |
|
|
|
|
|
|
|
2tgy |
|
|
|
|
|
|
||||
Получаем ln(tgx) ln |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2y 2 |
x |
|
. |
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 tgy |
|
|
|
1 tgy y 0 |
|
4 |
||||||||||||
Таким образом, при x |
|
|
f(x) |
2 |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
x |
|
|
. |
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||
4 |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
||||||
73
Ответ
Главный член — функция 2 x 4 .
Задача 7.11 |
o x9 o x7 . |
Доказать, что при x 0 |
Постановка задачи
Пусть известно, что f(x) = o x9 , т.е. удовлетворяет условию:
— бесконечно малая при x 0.
Показать, что тогда эта f(x) удовлетворяет условию f(x) =
=o x7 , т.е. f(x) — бесконечно малая при x 0.
x7
Доказательство
|
f(x) |
|
f(x) |
2 |
|
|
|
|
|
= |
|
x . |
|
||
|
x7 |
x9 |
|
||||
По условию |
f(x) |
— бесконечно малая. Таким образом, |
|||||
x9 |
|||||||
|
|
|
|
|
|
||
f(x) — бесконечно малая как произведение двух бесконечно x7
малых f(x) и x2 при x 0. x9
74
СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1.Ильин В.А., Позняк Э.Г. Основы математического ана-
лиза. В 2-х ч. Ч. 1. М.: Наука, 2005.
2.Данко П.Е., Попов А.Г., Кожевникова Т.Я. Высшая математика в упражнениях и задачах. В 2-х ч. Ч. 1. М.: Высшая школа, 1986.
3.Райхмист Р.Б. Графики функций. М.: Высшая школа, 1991.
4.Никитин А.А. Математический анализ. Сборник задач.
М.: Юрайт, 2018.
75
|
О Г Л А В Л Е Н И Е |
|
1. |
ПРЕДЕЛ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ........................................ |
3 |
|
1.1. Основные определения....................................................... |
3 |
|
1.2. Предельный переход в равенствах (свойства) .................. |
5 |
|
1.3. Задачи и их решения........................................................... |
5 |
2. |
ВОПРОСЫ СУЩЕСТВОВАНИЯ ПРЕДЕЛА |
|
|
ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ...................................................... |
10 |
|
2.1. Основные теоремы............................................................ |
10 |
|
2.2. Задачи и их решения......................................................... |
11 |
3. |
ЧАСТИЧНЫЕ ПРЕДЕЛЫ. ВЕРХНИЙ И НИЖНИЙ ПРЕДЕЛЫ |
|
|
ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ...................................................... |
24 |
|
3.1. Частичные пределы. Основные понятия.......................... |
24 |
|
3.2. Верхний и нижний пределы последовательности. |
|
|
Основные определения .................................................... |
26 |
|
3.3. Задачи и их решения......................................................... |
26 |
4. |
ГРАФИКИ ФУНКЦИЙ, ЗАДАННЫХ |
|
|
С ПОМОЩЬЮ ПРЕДЕЛОВ...................................................... |
32 |
5. |
ВЫЧИСЛЕНИЕ ПРЕДЕЛОВ ФУНКЦИЙ.................................. |
37 |
|
5.1. Основные определения..................................................... |
37 |
|
5.2. Основные свойства, используемые при вычислении |
|
|
пределов функций............................................................. |
39 |
|
5.3. Вычисление пределов функций |
|
|
при помощи правила Лопиталя......................................... |
43 |
|
5.4. Задачи и их решения......................................................... |
45 |
6. |
ЭКВИВАЛЕНТНЫЕ ФУНКЦИИ................................................ |
54 |
|
6.1. Основные определения..................................................... |
54 |
|
6.2. Основные эквивалентности и соответствующие им |
|
|
равенства........................................................................... |
56 |
|
6.3. Задачи и их решения......................................................... |
56 |
7. |
СРАВНЕНИЕ БЕСКОНЕЧНО МАЛЫХ |
|
|
И БЕСКОНЕЧНО БОЛЬШИХ................................................... |
63 |
|
7.1. Основные определения..................................................... |
63 |
|
7.2. Задачи и их решения......................................................... |
65 |
СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ ............................. |
75 |
|
