Киселева Г.А. Математика часть 1
.pdf–4 x + 4 (у + 6) – 4 (z – 2) = 0, |
или x – (у + 6) + (z – 2) = 0, |
|||||||||||||
|
или |
x – у + z – 8 = 0 – уравнение |
(АBC). |
|||||||||||
Пусть DD / – высота, опущенная из точки |
D |
на плоскость |
||||||||||||
АBC. Тогда (DD /) (АBC), |
sDD |
nABC . |
|
|
|
|
||||||||
Из уравнения плоскости АBC найдем nABC 1; 1; 1 . |
||||||||||||||
Уравнение |
DD / |
найдем по формуле |
(7); D (1; 0; –2), |
|||||||||||
s DD 1; 1; 1 : |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
x 1 |
|
y 0 |
|
z 2 |
, |
или |
x 1 |
|
y |
|
z 2 |
. |
|
1 |
|
|
1 |
1 |
|
|
1 |
|
1 |
1 |
|
2) Проекцией точки D на плоскость АBC будет точка D /. Для нахождения ее координат воспользуемся формулой (8):
x y z 8 0,
x 1 t 1,y 1 t 0,
z 1 t 2,
|
x t 1, |
|
|
t 3, |
|
|
|
|
|
|
y t, |
|
|
x 4, |
|
|
|
||
|
z t 2, |
8 0 |
|
y 3, |
|
t 1 t t 2 |
|
z 1. |
|
|
|
|
|
|
Таким образом, D / (4; –3; 1). |
|
||||||
Ответ: 1) |
x 1 |
|
y |
|
|
z 2 |
; |
1 |
1 |
|
|||||
|
|
1 |
|
||||
2) D / (4; –3; |
1). |
|
21
Контрольная работа 1.2
ВВЕДЕНИЕ В АНАЛИЗ
Краткие теоретические сведения
1. Абсолютная величина числа
1.1. Определение
Абсолютной величиной, или модулем действительного числа x называется само число x, если x неотрицательно, и противоположное число (–x), если x отрицательно:
x, если x 0,
xx, если x 0.
Абсолютная величина разности двух чисел | x – a | означает расстояние между точками x и a числовой прямой.
1.2. Свойства
1) |
| x | 0. |
3) | x y | = | x | | y |. |
5) | x + y | | x | + | y |. |
||||||||||||
2) |
| –x | = | x |. |
4) |
|
x |
|
|
|
|
x |
|
|
|
|
. |
6) | x – y | | x | – | y |. |
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
y |
|
|
y |
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
1.3. Решение неравенств с модулем |
|
||||||||||||||
1) |
| x – a | < b, |
где |
b > 0. |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
– b < x – a < b, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
a – b < x < a + b. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2) |
| x – a | > b, |
где |
b > 0. |
|
|
|
|
|
|
|
|
x a b,x a b.
22
x a b,x a b.
2. Предел функции
2.1. Основные свойства пределов
1) |
lim f x g x = lim f x lim g x . |
||||||||||||||||||
|
x a |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x a |
|
x a |
||||
2) |
lim f x g x = lim f x lim g x . |
||||||||||||||||||
|
x a |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x a |
|
|
x a |
|||
|
|
|
|
f |
x |
|
|
lim f x |
|
|
|
|
lim g x 0. |
||||||
3) |
lim |
|
|
|
|
|
|
|
|
x a |
|
|
|
|
при |
||||
|
g |
x |
lim g x |
|
|
||||||||||||||
|
x a |
|
|
|
|
|
|
|
x a |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x a |
|
|
|
|
|
|
|
|
4) |
lim c |
f x |
= c lim f |
x |
(c = const). |
||||||||||||||
|
x a |
|
|
|
|
|
|
|
|
x a |
|
|
|
|
|||||
5) |
x a |
|
f |
|
x |
|
n |
|
x a |
|
x |
|
|
n |
|
||||
. |
|
||||||||||||||||||
lim |
|
|
|
|
|
|
lim f |
|
|
|
|
||||||||
2.2. Бесконечно малые и бесконечно большие функции |
|||||||||||||||||||
1) |
Определение. |
Функция |
|
f (x) называется бесконечно малой |
|||||||||||||||
в точке a, если lim f x 0. |
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
x a |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Функция |
f (x) называется бесконечно большой в точке a, ес- |
||||||||||||||||||
ли lim f x . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
x a |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2) Свойства
Если f (x), g (x) бесконечно малые (бесконечно большие) функции в точке a, то f (x) + g (x) также будет бесконечно малой (бесконечно большой) функцией в точке a.
23
Произведение бесконечно малой (бесконечно большой) функции на бесконечно малую (бесконечно большую), ограниченную, постоянную функции есть бесконечно малая (бесконечно большая) функция.
Если f (x) бесконечно малая функция в точке a, то |
1 |
|
– |
||||||||||||||||
|
f x |
|
|||||||||||||||||
бесконечно большая функция в точке a и наоборот. |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
3) Сравнение |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Бесконечно малые (бесконечно большие) в точке |
a |
функции |
|||||||||||||||||
f (x) |
и g (x) |
называются эквивалентными, если |
lim |
f x |
1 . |
|
|||||||||||||
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x a |
g x |
|
||||||
Обозначение: |
f (x) g (x) |
при x a. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
Теорема. |
Если |
|
f (x) f 1 |
(x), g (x) g 1 (x) |
при |
x a |
и |
||||||||||||
существует |
lim |
f1 |
x |
, то существует lim |
f |
x |
|
. При этом |
|||||||||||
g1 |
x |
g |
x |
||||||||||||||||
|
f x |
|
x a |
|
x a |
|
|
|
|
|
|
||||||||
lim |
lim |
f1 x |
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
g x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
x a |
x a |
g |
x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Замечание. Все вышесказанное (п. 2.1, 2.2) имеет место и при x , x a .
2.3. Замечательные пределы
1) Первый замечательный предел:
lim sin x 1 .
x 0 x
2) Следствия из первого замечательного предела:
при x 0
24
sin x x, sin x x, tg x x.
3) Второй замечательный предел:
|
|
1 |
x |
e . |
|
lim 1 |
|
|
|||
x |
|||||
x |
|
|
|
4) Следствия из второго замечательного предела:
|
|
|
1 |
|
|
||
|
lim |
1 x |
|
|
|
e, |
|
|
x |
|
|||||
|
x 0 |
|
|
|
|
|
|
lim |
loga 1 x |
|
loga e, |
||||
|
|
x |
|||||
x 0 |
|
|
|
|
|||
|
lim |
ln 1 x |
1. |
||||
|
|
||||||
|
x 0 |
x |
|
|
2.4. Основные приемы раскрытия неопределенностей
При нахождении пределов могут встретиться неопределенности вида
|
0 |
|
, |
|
|
, |
[0 ], |
[ – ], |
[1 ]. |
|
|||||||||
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
1)Раскрытие неопределенности вида 0 .
0
Если под знаком предела алгебраическая дробь, то ее следует преобразовать таким образом, чтобы в числителе и знаменателе выделить множитель (x – a), затем сократить на него.
25
П р и м е р
|
x2 |
3 x 18 |
|
0 |
lim |
|
x 3 x 6 |
= |
||||||||||
lim |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
x |
3 |
27 |
|
x 3 x |
2 |
3x 9 |
|||||||||||
x 3 |
|
|
|
0 |
x 3 |
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
= lim |
|
x 6 |
|
9 |
|
1 |
. |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
x 3 |
x2 3x 9 |
27 3 |
|
|
|
|
Если под знаком предела дробь, содержащая иррациональность, то следует избавиться от иррациональности, домножая на сопряженный множитель.
П р и м е р
|
x 2 6 |
0 |
|
|
|
x 2 6 |
x 2 6 |
= |
||
lim |
|
|
|
|
lim |
|
|
|
|
|
x 8 |
0 |
|
x 8 x 2 |
6 |
||||||
x 8 |
|
|
x 8 |
|
|
= lim |
|
x 2 |
2 6 2 |
= |
lim |
|
х 2 6 |
= |
|||||
x 8 |
x 2 6 |
x 8 |
x 2 6 |
||||||||||
x 8 |
|
|
x 8 |
|
|||||||||
|
|
= lim |
|
1 |
|
= |
|
1 |
= |
1 |
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
x 8 |
x 2 6 |
|
|
6 6 |
|
2 6 |
|
|
Если под знаком предела дробь, содержащая тригонометрические функции, то используем первый замечательный предел или следствия из него.
П р и м е р
lim |
|
3x sin 5 x |
|
0 |
|
lim |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
1 |
cos |
2 |
x |
|
|||||||
x 0 |
|
|
0 |
|
|
x 0 |
|||||
sin x x, |
sin 5 x 5 x, то |
lim |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x 0 |
|
3x sin 5 x |
. Поскольку при x 0 |
|||
|
|
||||
|
sin 2 x |
|
|
|
|
3xsin 5 x |
lim |
3x5 x |
15 . |
||
|
sin2 x |
x2 |
|||
|
|
x 0 |
|
26
2)Раскрытие неопределенности вида .
Неопределенность вида возникает в тех случаях, когда
под знаком предела стоит рациональная дробь или дробь, содержащая иррациональность. В этом случае используют эквивалентные бесконечно большие функции:
a 0 x n + a 1 x n – 1 + + a n – 1 x + a n a 0 x n |
при x . |
|
|||||||||||
П р и м е р |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
lim |
|
1 15x 4 x |
3 |
= |
|
|
x 1 – 15x + |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
. Поскольку при |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
x 3 |
6 x |
2 |
x |
9 |
7 |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
+ 4x 3 4x 3, 6x 2 + x 9 |
– 7 x 9, то данный предел равен lim |
4x3 |
= |
||||||||||
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x 3 x9 |
|
=4.
3)Раскрытие неопределенностей вида [0 ] и [ – ].
Неопределенности [0 ] и [ – ] путем тождественных преобразований функции, стоящей под знаком предела, сводятся
к неопределенности вида |
0 |
|
или |
|
|
||
|
|
|
|
. |
|||
0 |
|||||||
|
|
|
|
|
|
П р и м е р ы
1) lim x sin 2 x ctg 2 3 x = [0 ]. Поскольку |
ctg 3 x |
1 |
|
, |
||||||||
tg 3 x |
||||||||||||
x 0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
то исходный предел равен lim |
x sin 2 x |
= |
|
0 |
|
. Поскольку |
||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||
tg |
2 |
3 x |
0 |
|||||||||
x 0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
27 |
sin 2x 2x, |
tg |
3x 3x |
|
при x 0, |
то придем к пределу |
||||||||||||||||||
lim |
x 2 x |
|
|
2 . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
3x 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
x 0 |
|
9 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
2) |
|
|
lim |
|
x2 8x x2 |
8x |
= [ – ] = |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
= lim |
|
x2 8x x2 8x x2 8x |
x2 8x |
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= |
|
|
|
|
|
|||
x |
|
|
|
|
|
x2 8x |
x2 8x |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
= lim |
|
|
x2 |
8x x2 8x |
= lim |
|
x2 8x x2 |
8x |
= |
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
x |
|
x2 8x |
x2 8x |
|
x |
|
x2 8x |
x2 8x |
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
16x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x |
x |
2 |
|
= lim |
|
|
|
|
|
|
= |
. |
|
Поскольку |
|
при |
|
+ |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
x x2 8x x2 8x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
+ 8x x 2, |
x 2 – 8x x 2, то придем к пределу |
|
lim |
|
16x |
|
|
= |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x |
x2 |
x2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
= lim |
16x |
= 8. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
2 x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4) Раскрытие неопределенности вида [1 ].
В таких случаях используют второй замечательный предел или следствия из него.
П р и м е р
x 3 |
x |
|
|
|||
lim |
|
|
|
|
. |
|
|
||||||
x x 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Будем выделять второй замечательный предел путем тождественных преобразований:
28
x 3 |
x |
|
|
5 x |
|
= |
||
lim |
|
|
lim 1 |
|
x 2 |
|
1 |
|
x x 2 |
|
x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
x |
|
|
|
|
|
5 |
|
x 2 |
|
x 2 |
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|||
lim 1 |
|
|
|
|
|
. |
|||
x 2 |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
||||
x |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
Используя второй замечательный предел, получим lim e |
5x |
|
||||
x 2 |
||||||
|
|
|
|
x |
|
|
lim |
5 x |
|
|
|
|
|
x 2 |
. Поскольку x – 2 |
x при |
x , то придем к пределу |
|||
= e x |
|
|||||
lim 5 x |
e5 . |
|
|
|
|
|
e x x |
|
|
|
|
Замечание. При нахождении пределов следует помнить, что:
|
1 |
|
|
1 |
|
|
0 |
|
|
|
; [0 + 0] = 0; [ + ] = . |
|||
|
|
|
0 |
; |
|
|
; |
|
|
0 ; |
|
0 |
|
|
|
0 |
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3. Непрерывность функции
3.1. Графики основных элементарных функций
Степенные функции (рис. 22 - 27).
|
|
|
|
|
y = x 2n + 1, |
y = x |
2n |
, |
y |
y |
|
|
n N |
||||
n N |
|
|
|
||
|
|
|
|
||
|
|
|
|
0 |
x |
|
|
|
|
||
|
|
|
0 |
x |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
Рис. 22 |
|
Рис. 23 |
29
y |
1 |
, |
y |
|
y |
|
1 |
y |
|
|
, |
||||||
x2 n |
|
|
|
|||||
|
|
x |
2 n 1 |
|||||
|
|
|
|
|
|
|||
n N |
|
|
|
n N |
|
|
||
|
|
|
0 |
x |
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
x |
Рис. 24 |
|
|
Рис. 25 |
|
y |
|
y 3 x |
y |
|
y x |
|
|
|
|
0 |
x |
|
0 |
x |
Рис. 26 |
Рис. 27 |
Показательные функции (рис. 28, 29).
|
|
|
|
y = a x, |
|
|
|
|
||
x |
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
||||||
y = a , |
y |
|
0 < a < 1 |
|
y |
|
|
|
||
a > 1 |
|
1 |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
0 |
|
|
x |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
||||
Рис. 28 |
|
Рис. 29 |
|
|||||||
|
|
30