Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Пределы. Сборник Матан

.pdf
Скачиваний:
141
Добавлен:
27.03.2015
Размер:
416.39 Кб
Скачать

Министерство образования и науки Российской Федерации

НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

ПРЕДЕЛЫ

Сборник задач и упражнений по курсу «Математический анализ»

Составители:

канд. техн. наук, доц. С.Х. Рояк, канд. техн. наук Е.В. Чимитова, канд. техн. наук М.Г. Токарева

Рецензент канд. техн. наук, доц. Н.Д. Бекарева

Сборник задач и упражнений предназначен для студентов первого курса ФПМИ, обучающихся по направлениям 510200 – «Прикладная математика и информатика», 351500 – «Математическое обеспечение и администрирование информационных систем». Сборник содержит задачи по разделам математического анализа «Последовательности» и «Предел функции». Все задачи снабжены ответами.

Работа подготовлена на кафедре прикладной математики

© Новосибирский государственный НОВОСИБИРСК технический университет, 2004

2004

ОГЛАВЛЕНИЕ

 

1. ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ...................................................

4

1.1. Предел последовательности...........................................

4

1.2. Подпоследовательности. Частичные пределы по-

 

следовательности ...................................................................

9

1.3. Монотонные последовательности...............................

10

1.4. Фундаментальные последовательности......................

13

2. ФУНКЦИИ.............................................................................

14

2.1. Предел функции............................................................

14

2.2. Вычисление пределов показательно-степенных

 

функций.................................................................................

18

2.3. Сравнение функций. Символы Ландау.......................

19

2.4. Применение формулы Тейлора к вычислению пре-

 

делов......................................................................................

23

2.5. Правило Лопиталя.........................................................

25

Ответы...................................................................................

26

3. ЗАДАЧИ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ.............

30

3.1. Часть 1 ............................................................................

30

Ответы...................................................................................

35

3.2. Часть 2 ............................................................................

36

Ответы...................................................................................

40

4. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ.......................

41

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ................

46

3

1.ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ1

1.1.ПРЕДЕЛ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ

1.Доказать, что последовательность {xn} является ограниченной сверху. Указать наибольший член последовательности {xn} , если xn равно:

1)

21

; 2)

n

;

3) 2n 3 4n ; 4)

n2

.

3n2 14n 17

 

 

 

n2 +9

 

2n

2. Доказать, что последовательность {xn} является ограниченной снизу. Указать наименьший член последовательности {xn} , если xn равно:

1) (2n 5)(2n 11) ; 2) n +

5

 

;

 

 

n

 

 

 

 

 

 

3) log32 n 3log3 n ;

4)

1.4n

;

5)

n!

.

 

 

 

 

n

 

 

 

 

5n

3. Доказать по определению ограниченность последовательности {xn} , если xn равно:

1)

2n2 1

;

2)

1 n

; 3)

n +(1)n

;

4)

n2 + 4n +8

;

 

 

 

 

 

3n 1

 

 

2 + n

2

 

 

n

2

+1

 

 

 

 

 

 

(

 

)

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n +1

 

 

 

 

5n6 +6

 

 

 

n2 +1 n ; 7) 3 9n n3 + 3 9n + n3 ;

5)

 

; 6)

(n4 +1)(n2 2)

8)

3 n3 +1

n2 1 ;

9)

 

n4 + n3

n2 1 ;

10)

2n +1

;

 

n2 +1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3n 2

11) lg (3n +5)lg (n +1);

12)

n +ln n

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n +1

 

 

 

 

 

 

 

 

1 Буквы n, m, k используются только для обозначения натуральных чисел.

4

4. Доказать по определению неограниченность последовательности {xn} , если xn равно:

1) (1)n n ; 2) n2 n ; 3) 5n 4n ; 4) n +(1)n n ; 5) n(−1)n ;

 

1 n

; 7) (1n)

sin(

πn / 2)

 

n3

 

 

n n4

2n

 

6)

 

 

 

 

 

; 8)

 

;

9)

 

; 10)

 

;

 

 

n

 

 

n2 +1

(n + 2)3

n2

11)

n4 + n3 +1

n4 n3 +1 ;

12)

n2 +(1)n n3 n .

 

 

5. Указать какой-либо номер n0 , начиная с которого члены последовательности {xn} удовлетворяют заданному неравенству:

1)

x

=

(1)n 3

,

 

x

 

 

0.1 ; 2)

x

 

=

n +3

,

 

x

1

 

0.01 ;

 

 

 

 

 

 

n

 

n2

 

 

 

n

 

 

 

 

n

 

n +1

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3)

x

=

12n+1

,

 

x

+ 2

 

0.001 ;

 

4) x = n 1.5,

 

 

x 1

 

0.1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

1 + 2n

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6. Доказать по определению, что:

 

 

 

 

 

 

1)

lim

n

 

=

 

1

;

2) lim

 

n2

+ 2

 

=1 ;

3n +1

3

 

 

 

+5

 

 

n→∞

 

 

n→∞ n2

 

 

 

1

3)

lim

1

 

= 0,

 

где

p 1;

 

4)

lim

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n→∞ n p

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

n→∞ 4 5n 9

5)

lim

 

1

 

= 0 ;

 

 

6)

lim

 

 

 

 

=1;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n→∞ k n

 

 

 

 

 

 

n→∞

n2 + n

 

 

 

 

 

 

7)

lim

3n + 4

= 0 ;

8) lim

 

qn

= 0,

 

q

 

1 ;

 

 

 

 

n→∞

n2

 

 

 

 

n→∞ n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7. Доказать по определению, что:

 

 

 

 

 

 

1)

lim (1)n ≠ −1;

2) lim cos πn

 

1

;

2

 

n→∞

 

 

 

 

 

 

 

 

n→∞

 

 

3

 

 

 

 

3)

lim 2(1)n n

0 ;

4) lim 2(1)n n ≠ ∞.

 

n→∞

 

 

 

 

 

 

 

 

n→∞

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= 0 ;

9) lim sin n = 0 . n→∞ n

5

8. Доказать по определению, что последовательность {xn} рас-

ходится:

 

 

 

 

1)

x = (1)n

; 2) x = n ; 3) x = (1)n n ;

 

n

n

 

 

n

4)

x = n(1)n

; 5) x =sin πn

;

6) x =sin n .

 

n

n

2

 

n

 

 

 

 

 

9. Какие из последовательностей задания 8 являются: а) ограниченными; б) бесконечно большими?

10. Доказать по определению, что {xn} – бесконечно большая последовательность:

1)

x =

 

n2

;

 

2) x =

 

1

 

;

 

3) x =

 

 

2

 

.

 

 

 

n

n +8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

n 2 1

 

 

n

1

n n

 

 

 

11. Доказать по определению:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1)

lim n =+∞ ;

 

 

2)

lim

(1)n n = ∞;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n→∞

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n→∞

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3)

lim

(5 0.5n) = −∞ ;

 

4)

lim

3 n 100 = +∞ ;

 

 

 

 

n→∞

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n→∞

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

,

 

a

 

>1;

 

 

 

 

 

 

 

 

+∞,

a >

1;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5)

lim

a

 

=

 

0,

 

a

 

<1.

 

6)

lim loga n =

−∞, 0

< a <1.

 

 

n→∞

 

 

 

 

 

 

 

 

n→∞

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7)

lim nk = +∞;

8)

lim n1/ k = +∞ .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n→∞

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n→∞

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12. Доказать,

что последовательность {xn}

 

неограничена, но не

является бесконечно большой:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

πn

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

n

 

 

1)

x = n2 cos

 

 

 

 

 

;

2)

x

= n(

 

1)

;

3)

x =

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

2

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

πn

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 + nsin 2

 

13. Используя

 

свойства

бесконечно

 

больших

последова-

тельностей, доказать:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1)

lim

(2n 5)5 = +∞ ;

 

2)

lim

 

(lg n)3

=+∞;

 

 

 

 

n→∞

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n→∞

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3)

lim

(loga n)k

 

=+∞, a >1 ;

 

4)

 

lim (0.5 (1)n 3 n ) = ∞;

n→∞

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

lim (4

 

 

n→∞

 

 

 

 

 

 

5)

lim

(n)n = ∞ ;

 

6)

 

n n) = −∞;

 

 

 

n→∞

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n→∞

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7)

lim

(an +b) =

+∞,

a > 0;

 

8)

lim

n

n

= +∞ ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n→∞

 

 

 

 

 

−∞, a < 0.

 

 

 

n→∞ n +1

 

 

 

 

 

n4 +100n2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

9)

lim

 

 

 

 

 

 

= +∞ ;

10)

lim

 

n

 

1

n

= +∞;

 

 

 

 

 

 

 

n→∞ n2 100

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n→∞

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

11)

lim

(

lg n + 2cos

(

πn

))

= +∞ .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n→∞

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

14. Даны последовательности

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

1

 

(1)

n

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

 

 

,

 

n

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

n2

 

 

 

 

 

n +10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выбрать из этих бесконечно малых последовательностей такие, что:

1) lim

xn

= ∞ ;

2) lim

xn

= 0 ;

3) lim

xn

=1;

 

 

 

n→∞ yn

 

n→∞ yn

 

n→∞ yn

 

4)последовательность xn расходится, но ограничена.

yn

Вычислить

lim x , если x

 

равно (15–20):

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n→∞

n

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

n 1

5

 

 

3 +0.5n

 

 

n3

+ 27

 

15.

1)

 

 

 

; 2)

 

 

;

 

3)

 

 

 

 

 

 

;

4)

 

 

;

 

 

 

3n +

2

 

 

n

 

 

 

0.3n+1 +5

 

 

n4

15

 

5)

 

3n

;

6)

2 n

+

2n n

; 7)

2n+2 +3n+3

;

 

 

 

 

5 +3n+1

 

 

n +1

 

n + 2

 

 

 

 

 

2n +3n

 

 

 

 

8)

(n +5)3

n(n +7)2

;

9)

n2 +1

3n2

+1

.

 

 

 

 

 

 

 

n2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2n +1

6n

+1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2n +3 n

 

n +10

n

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

n +1

 

 

16.

1)

 

 

 

;

2)

 

 

 

 

;

3)

 

 

9

+

 

;

 

4)

 

 

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n2

 

 

 

2n

1

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

n2 + 2n

5) n21 n 1 ;

6) n2+ n n2n ;

7) 3 n3+2n2 n ;

 

 

8)

3

n +0.25

;

9)

3 n2 + n

,

 

10)

 

n2 +1 +

 

n

.

 

 

 

 

8n +1

n + 2

 

 

3

n

3

+ n + n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

17.

1) 3n 8 ;

2) 2n 0.5 ; 3) n2 6 ;

4)

n 10 2

; 5)

n 2 +

1

;

 

1 + n 0.01

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6) n 5n +1 ; n +5

10)n 3 1 ; n 9 1

14)

n lg n

;

 

 

 

n2 1

18)

1

 

 

(0.3)n n!

 

7) n

2n +5

 

 

;

 

8) n 2n5 +5n ; 9)

n 0.5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

11)

 

n 8

1

;

 

 

 

12)

 

n3

+3n

13)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

;

 

n

2

1

 

 

 

 

 

 

n+1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n +3

 

 

 

15)

5n +lg n

;

16)

 

log2 (n +3)

;

 

 

n 3.5

 

 

 

 

n 1.3

 

 

; 19)

3n n +1

; 20)

3 n2 sin n!

.

 

 

 

 

 

 

 

 

n!+1

 

 

 

 

 

n +1

 

 

 

5n n3 + n 7 ;

n n2 + n 3n

n10 1 ;

1 +1.1n n

(2)n

17)(n + 2)! ;

 

 

 

 

1

n

 

 

2n

+1

2n

 

n n

 

18. 1)

 

1

+

 

 

;

2)

 

 

 

; 3)

 

 

 

 

;

 

 

 

 

 

 

2

n

 

 

 

 

 

 

 

 

n + k

 

 

 

 

 

n +1

 

 

 

 

 

 

1

2n

 

 

 

 

1

 

 

n

 

 

 

 

2n

+3

n

4)

1

+

 

 

 

;

5)

1

+

 

 

 

 

 

 

;

6)

 

 

 

;

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

n(n + 2)

 

 

 

 

 

2

n

+1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7)

 

 

 

n2 + n

n

 

8)

 

n2

 

 

(n1)/(n+1)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

;

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+ 2n + 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

n

 

+1

 

 

 

 

 

 

 

 

9)

 

 

n +1

(1n )/(1n)

 

 

10)

 

 

 

1

+

1 n!

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

;

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

n + 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

1

 

 

 

19.

1)

 

 

+

 

 

 

 

 

+

 

+

 

 

 

;

 

2)

 

 

 

 

 

;

1 2

 

2

3

 

n (n +1)

 

(2k

1)(2k +

1)(2k +3)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k =1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3)

1

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

+

 

 

1

 

 

+

 

+

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

n

 

1

+ 3

 

3 +

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2n 1 + 2n +1

 

 

 

20.

1)

12

+

22

+

 

 

+

(n 1)2

;

2)

 

1

+

3

+

5

+

+

2n 1

.

 

 

 

 

 

n3

 

 

n3

 

 

 

 

 

n3

 

 

 

 

 

2

22

 

23

 

 

 

2n

 

 

 

3)

 

1

 

1

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

1

 

 

 

1

 

 

 

 

, n2 ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

n(n+1) 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

21. Найти предел lim xn , используя теорему о трех последова-

n→∞

тельностях:

1)

x

= lim

1

 

3

 

 

 

2n 1

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

2

4

 

 

 

 

2n

 

 

 

 

 

 

 

 

n→∞

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

1

 

 

 

 

1

 

2)

xn

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= lim

 

 

 

 

 

+

 

 

+... +

 

 

 

 

n2 +1

n2

 

n2

 

.

 

 

n→∞

 

 

 

+ 2

 

+ n +1

1.2. ПОДПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ. ЧАСТИЧНЫЕ ПРЕДЕЛЫ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ

22. Для последовательности {xn} найти все частичные преде-

 

 

 

 

 

 

 

 

lim x

 

, если x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

лы, lim x ,

 

 

 

равно:

 

 

 

 

 

 

 

n→∞ n

 

 

n→∞

 

n

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(1)n

 

 

 

 

 

n2

 

 

 

 

3) (1)n ;

 

4) 3(1)

n

n ;

 

 

πn

 

1)

 

 

; 2)

 

 

 

;

 

 

 

 

5) sin

 

;

 

n +1

 

n +5

 

 

4

6)

n cos

πn

;

7)

 

1

2

+

 

3

+

 

(1)n1n

;

8)

cos

πn

;

 

 

 

2

 

 

 

n

n

 

n

 

n

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9)

(1)n

2n +1

;

 

10)

 

3

cos

2πn

n .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

23. Для последовательности

 

 

{x

 

}

 

найти

 

 

 

 

 

 

x ,

 

lim x

,

 

 

 

 

 

 

lim

 

sup{xn} , inf {xn}, если xn

равно:

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

n→∞ n

 

n→∞

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

πn +1

 

 

 

 

 

 

(1)

n

 

 

1 +(1)

n

 

 

 

 

 

 

n

 

3n 1

 

 

 

 

n2 sin

 

 

 

 

1)

 

 

 

 

 

+

 

; 2) (1)

 

;

3)

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

;

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

n + 2

 

 

 

 

 

 

n +1

 

 

 

 

 

 

 

 

((1)

n

 

1)n

2

+ n +1 ;

 

 

 

 

3cos πn

1 n +1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4)

 

 

 

 

 

 

 

5)

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(1)n1

 

3

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

πn

 

 

n 1

 

 

 

 

2πn

 

 

 

 

6)

2 +

 

; 7) 1 +

 

 

 

cos

;

8)

 

cos

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

n +1

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

n +1

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

9)

(1)n n ;

 

10) n(2 +(1)n );

 

 

 

11) n(1)n ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12) 1 + nsin

πn

 

;

13)

 

1

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n 10.2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

24. Найти

 

 

 

x

,

lim x

, если x

 

равно:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

lim

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n2

 

 

 

 

n→∞ n

 

n→∞ n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1)

 

 

cos

2πn

;

2) (1)n

 

 

 

 

 

1

 

 

 

πn

;

3)

 

 

 

n

sin2

πn

 

.

 

 

 

 

 

 

 

1 +

 

 

 

+sin

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 + n

3

 

 

 

n

4

 

n

+1

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.3.МОНОТОННЫЕ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ

25.Доказать, что последовательность {xn} монотонна, начиная

снекоторого номера и указать этот номер, если xn равно:

1)

 

n +1

 

; 2) n3 6n2 ; 3)

 

 

n3

 

; 4) n2 + n n ;

 

 

2n 1

 

n2

2

 

5)

2n 100n ; 6) 3n 2n ;

7) 2n+1 3n2 ;

 

 

 

 

8)

 

2n

;

9)

6n+1 5n+1

; 10)

4n1 +3n1

;

11)

100n

;

 

 

n

 

 

6n +5n

 

 

 

4n +3n

 

 

 

n!

 

12) lg (n +1)lg n ; 13) nqn , 0 < q <1 .

10

26. Пользуясь теоремой Вейерштрасса о пределе монотонной и ограниченной последовательности, доказать сходимость после-

довательности {xn} :

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1)

x

=

10

 

11

 

 

 

n +9

 

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

1

 

3

 

 

 

 

2n 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

p1

 

pn

 

 

 

 

 

 

2)

x

= p

 

+

+ +

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

0

10

 

 

 

 

 

 

 

10n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3)

x1 = 2 , x2 = 2 + 2 , …, xn = 2 + 2 +

2 ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n корней

 

4)

x

=

1

1

 

1

1

 

 

1

1

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

2

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2n

 

 

5)

x

=

1

+

1

 

1

+

1

 

 

1

+

1

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

2

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2n

 

 

Доказать, что последовательность {xn} сходится и найти ее предел (27-33):

27.

1)

x =

 

n3

;

 

 

2) x

=

2n

;

 

 

3)

x

=

 

 

n!

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

10n

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

n!

 

 

 

 

 

 

 

n

 

(2n +1)!!

 

4)

x

1

=8 ,

x

=

8

 

11

,…,

 

x

 

=

8

 

11

 

 

3n +5

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

1 7

 

 

 

 

n

 

1 7

 

 

6n 5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

28.

1)

x

=

 

x

+

 

 

,

x

> 0

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n+1

 

 

 

n

 

 

xn

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2)xn+1 = xn (2 xn ), 0 < x1 <1 ;

3)xn+1 = n2 xn ;

4)xn+1 = 1 2xn +125 , x1 >5 ; 3 xn2

5) x

= 2

1

, x = 2 .

 

n+1

 

1

 

 

xn

11

29.

1) x

 

 

 

= k ax

 

,

x

 

= k a ,

a > 0 ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n+1

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2)

xn+1 = 12 + xn , а) x 1=13 , б) x 1=3 ;

 

 

 

 

 

 

3)

xn+1 = 6 + xn , а) x 1=10 , б) x 1= −2 , в) x 1= 4 ;

 

4)

x

 

 

= 3 6 + x , x

 

1

=1 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n+1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

30.

1)

x

 

 

 

=

 

4

 

x

 

x2

 

, а)

 

x

=

 

1

 

, б)

x

=

1

 

, в)

x =

7

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

n+1

 

 

 

3 n

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

6

 

 

1

2

 

 

 

 

1

 

 

2)

x

 

 

= x2

 

+3x +1 , а)

x

 

= −

5

 

, б)

x

= −

7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n+1

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

4

 

 

 

1

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

31.

x

 

= 4

 

3

 

 

 

,

 

x

=

6

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n+1

 

 

 

 

 

 

xn

 

 

1

 

 

 

7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

32.

x

 

=1

 

1

 

 

, а)

x

 

>

1

 

, б) x

< 0 , в) 0 < x

<

1

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n+1

 

 

 

 

 

4xn

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

2

 

 

 

1

 

 

1

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

33.

1)

x

 

 

 

=

1 +

6

 

,

 

x

 

 

= −3 ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n+1

 

 

 

 

 

 

 

 

xn

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1+ xn

 

 

 

 

 

 

 

7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2)

xn+1

 

=

 

,

x1

 

= −

 

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2xn

 

 

13

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3)

x

 

 

=

1

 

3

,

 

x

 

=

8

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n+1

 

 

 

xn

 

2

 

 

1

 

 

17

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

34. Используя теорему Штольца, вычислить следующие пределы:

1)

lim

n2

;

2)

 

lim

1k + 2k +

+ nk

;

2n

 

 

 

 

 

n→∞

 

 

 

n→∞

 

nk +1

 

 

4)

 

1k + 2k

+ + nk

n

 

 

lim

 

 

 

 

 

 

 

 

 

;

 

 

 

 

 

k

 

 

 

 

 

n→∞

 

 

n

 

k +1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5)

lim

1k +3k +

 

+(2n +1)k

;

 

6) lim

 

 

 

 

nk+1

 

 

 

 

n→∞

 

 

 

 

 

 

 

 

n→∞

3) lim d n , d >1 ; n→∞ n

1

+

1

+ +

1

 

 

1

 

 

.

 

2

 

n

 

 

n

12

35. Используя теорему Штольца, доказать, что если последовательность {an} сходится и имеет предел a , то последователь-

 

a + a

2

+

a

 

ность

 

1

 

n

 

средних арифметических значений эле-

 

n

 

 

 

 

 

 

 

ментов последовательности {an} сходится к тому же пределу a .

1.4.ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ

36.Доказать, что последовательность {xn} сходится, если xn равно:

1) x

=

cos1

+

cos 2

+

+

cos n

;

2) x =

1

;

3)

x

=

n +1

;

n

3

32

 

 

3n

n

n

 

 

n

 

3n 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4)

x

= 0. 77...7 ;

5)

x = a + aq +... + aqn1, где

 

q

 

<1;

 

 

 

n

 

n штук

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6)

x

=

sin a

+

sin (2a)

+

sin (3a)

+

+

sin (na)

.

 

 

 

 

 

n

2

 

 

22

23

 

 

2n

 

 

 

 

 

 

37. Пользуясь отрицанием условия Коши, доказать, что последовательность {xn} расходится, если xn равно:

1)

x =(1)n

; 2)

x =1 +

1

+

1

+ +

1

;

 

 

 

 

n

 

n

2

3

 

 

n

3)

x = 0.2(1)n n ;

4)

n cos(

πn)

1

.

 

 

 

 

 

n

 

 

 

2n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

13

2.ФУНКЦИИ

2.1.ПРЕДЕЛ ФУНКЦИИ

38.Нарисовать график функции f (x) , для которой:

 

lim f (x)

 

lim f

(x)

lim f (x)

 

 

 

(

0 )

 

 

 

lim

f (x)

lim

f (x)

 

lim f

(x)

 

 

 

f

 

x

 

 

 

 

x→−∞

 

 

 

 

 

 

xx0 0

 

 

 

xx0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

xx0 +0

 

 

x→+∞

 

 

 

x→∞

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

–2

 

 

+∞

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

3

 

 

 

 

2

+∞

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

–1

 

 

0

 

 

 

 

3

−∞

 

 

+∞

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

−∞

 

 

2

 

 

 

 

4

+∞

 

 

−∞

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

–3

 

 

 

5

−∞

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

0

 

 

−∞

 

 

 

6

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

2

 

 

−∞

 

 

 

7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

−∞

9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+∞

10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

11

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

−∞

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

12

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+∞

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

39. Исходя из определения предела функции по Коши, доказать:

 

1)

lim (3x 8) = −5 ;

2)

lim x2 = 4 ;

3)

 

lim

x2 =9 ;

 

 

 

 

 

x1

x 1

 

 

1

 

 

 

x2

 

 

2x 1

 

 

2

 

x→−3

sin x

 

 

 

 

 

4)

lim

 

 

=

;

5)

lim

 

 

=

;

 

6)

lim

= 0 ;

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

x3 2(x +1)

 

 

 

x→+∞ 3x + 2

3

 

 

 

x→∞

 

 

 

 

7)

lim loga x =∞, a >1 ;

 

8)

 

 

lim ln x = −∞ ;

 

 

 

 

 

 

 

 

x→∞

ax = +∞, a >1 ;

 

 

 

x→+0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9)

lim

10)

 

 

lim

x 1 = 0 ;

 

 

 

 

 

 

 

 

x→+∞

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x1+0

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

11) lim

 

 

= −∞;

12)

 

 

lim

 

 

 

=+∞;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x1+0 (1 x)3

 

 

 

 

 

 

 

x10 (1 x)3

 

 

 

 

 

 

 

 

13) lim

 

1

 

=∞;

14)

lim

arcsin x =

π ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x1 (1 x)3

 

 

 

 

 

 

x10

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

15)

1

→ +0 при x → +∞ ;

16)

 

1

→ −0 при x → −∞ .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

14

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

40. Исходя из определения предела функции по Гейне, доказать, что предела не существует:

1)

lim sin

 

1

 

 

 

 

;

2) lim cos

1

.

 

 

 

 

 

 

x

1

 

 

 

 

 

 

 

 

x1

 

 

 

 

 

 

x0

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

41. Вычислить односторонние пределы:

 

1)

lim

tg x ;

 

 

 

 

 

 

2)

lim

tg x ;

 

 

 

 

 

 

 

 

xπ0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

xπ+0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

1)

lim

arctg

 

 

 

 

 

 

;

 

 

2)

lim

arctg

 

 

 

;

1 x

1

x

 

x10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x1+0

 

 

 

3)

lim

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

;

4)

 

 

lim

 

1

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+e1/ x

 

 

 

 

 

 

x→−0 1 +e1/ x

 

 

 

 

x→+0 1

 

 

 

 

 

 

5)

lim

ln (1 +ex )

;

 

 

6)

lim

ln (1 +ex )

.

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

x→−∞

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x→+∞

 

x

 

 

 

 

42. Найти а)

f (0) , б)

f (+0) :

 

 

 

 

 

 

 

1)

f (x) =

x

 

x

 

 

;

2)

f (x) = arccos(x 1) ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3)

f (x) = e1/ x2 ;

4)

f (x) = 2ctg x .

 

 

 

 

 

Существует ли предел функции f (x)

в точке x0 = 0 ?

43. Найти а)

f (x0 0) , б)

f (x0 +0) :

 

 

 

 

1)

f (x) =

2(1x2 )+

 

1x2

 

 

, x =1 ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3(1 x2 )1x2

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2)f (x) =sgn (cos x), x0 = π2 ;

3)f (x) = arctg (tg x), x0 = π2 ;

4) f (x) =

1

,

x0 =3 .

x +31/(3x)

 

 

 

Существует ли предел функции f (x) в точке x0 ?

15

Вычислить предел (44-49):

 

 

 

 

 

 

 

 

44. 1)

 

x2

+5

 

2)

 

x3

3x +1

 

3) lim

(x 1) 2 x

 

lim

 

 

 

;

lim

 

 

 

+1 ;

 

 

 

.

 

2

 

 

 

 

 

2

 

 

x2 x

3

 

 

x0

 

x 4

 

x1

x

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

45.

1) lim

 

 

 

x3 + x

 

;

2)

lim

 

x4 5x

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x→∞ x4 3x2 +

1

 

 

 

 

x→∞ x2 3x +1

 

 

 

 

 

x2

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

x3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3)

lim

 

 

 

 

 

 

;

4)

lim

 

 

 

 

x ;

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

x→∞ 2x

+1

 

 

 

 

 

 

 

1 + x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x→∞

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5)

 

 

 

x3

 

x2

 

 

 

 

6)

 

 

 

 

3x2

(2x 1)(3x2 + x + 2)

 

lim

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

;

lim

 

 

 

 

 

;

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

2x

1

2x +1

 

 

 

 

 

 

 

2x +1

 

 

4x

 

 

x→∞

 

 

 

 

 

x→∞

 

 

 

 

7)

lim

 

(1 + x11 +7x13 )3

;

8)

lim

(2x 3)20 (3x + 2)30

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(1 + x4 )10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x→∞

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x→∞

 

 

 

(1 + 2x)50

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

46.

1) lim

 

(x2 x 2)20

;

2)

 

lim

 

x4 3x + 2

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x2 (x3 12x +16)10

 

 

 

x1 x5 4x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3)

lim

x3 2x2 4x +8

;

 

 

4)

 

lim

3

 

 

+

 

 

 

1

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x4 8x2

+16

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

1

 

 

 

 

 

 

 

x2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x1 1x3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5)

x2

4x +

6

+

 

 

 

 

 

 

x 4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

lim

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x1 x2

5x +

4 3x2 9x

+6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

47.

1) lim

1 +14x

 

 

;

 

 

 

 

 

 

2)

 

lim

 

 

 

 

5x6

1

 

 

 

 

;

 

 

 

 

 

 

2x + 3 x2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x→∞

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x→∞ x12 +5x5 1

 

 

 

 

 

 

 

3)

lim

 

 

4x2 + x3 + x4

 

 

;

 

4)

 

lim

 

 

 

x + 3 x +

4 x

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x2 + 4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2x

+1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x→∞

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x→∞

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

5)

lim

 

3 (x

1)

; 6) lim

x2

 

 

x

+1

x

1

.

3 (x +1)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x→∞

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x→∞

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

16

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

48.

1) а)

lim

 

( (x +a)(x +b) x) ,

 

 

 

 

 

 

 

x→+∞

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

б)

lim

 

(

(x +a)(x +b) x) ;

 

 

 

 

 

 

 

x→−∞

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2) а)

lim

 

 

 

x22x1

x27x+3

,

 

 

 

 

x→+∞

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

б)

lim

 

 

x22x1

x27x+3 .

 

 

 

 

x→−∞

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

49.

1)

lim

 

1 + 2x 3

;

2) lim

x3

 

x

;

 

 

 

x 2

x

1

 

 

x4

 

 

 

x1

 

3)

lim

3 x 6 + 2

; 4)

lim

1

3 x

.

 

 

 

 

 

x3

+8

 

5 x

 

 

 

 

x→−2

 

 

 

x11

 

 

 

 

Используя замечательные пределы и их следствия, вычислить

(50–52):

50.

1)

lim

sin 5x

;

2)

lim

1 cos 2x

;

 

 

3) lim

 

x ctg

(

3x

))

;

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x0

 

 

 

 

 

x0

 

x2

 

 

 

 

 

 

x0 (

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4)

 

 

2arcsin x

 

 

5)

 

 

 

 

x

x

6)

 

 

 

 

 

 

1

 

x

 

 

 

 

 

 

 

lim

 

 

 

 

 

;

 

lim

 

 

 

;

 

lim

1

 

 

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3x

1 + x

x

 

 

 

 

 

 

 

x0

n

 

 

 

 

x→∞

 

 

 

x→∞

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7)

lim

1 + x 1

;

8)

lim

 

 

 

x

 

 

;

 

9)

lim

 

3 1 + x 3 1x

 

.

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

x0

 

 

 

 

 

 

x0 5

1 +3x 1

 

 

 

x0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

51.

1)

lim

sin (mx)

;

2) lim

sin(πxα)

;

3)

lim

ex e2x

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x→π sin (nx)

 

x1 sin(πxβ)

 

 

 

x0

 

sin x

 

 

 

 

 

 

 

4) lim

1 x2

; 5) lim

(1 x) tg πx

; 6) lim

tg

(

2x) tg π

x

;

 

x1

 

ln x

x1

 

 

 

 

2

 

 

xπ

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7)

lim

tg x sin x

;

8) lim

cos x cos3x

;

9)

lim

 

sin x sin a

;

 

 

 

 

 

 

x a

 

 

 

x0

 

sin3 x

 

 

 

x0

 

 

 

x2

ln x ln a

xa

 

 

 

 

 

 

10)

lim

x(ln(x +1) ln x) ;

11)

lim

, a > 0 ;

 

 

 

 

 

 

 

 

x a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x→+∞

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

xa

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

17

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12)

lim

 

ln (x2 x +1)

;

13)

 

lim

lg(x + h) +lg(x h) 2lg x

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x→+∞ ln(x10 + x +1)

 

 

 

 

h0

 

 

 

 

h2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

14)

 

 

3

1 + x / 3 4 1+ x / 4

 

15)

 

 

 

 

 

 

1 + x 1x

 

 

 

 

 

 

 

lim

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

;

 

lim

 

 

 

 

 

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 1x / 2

 

 

 

 

 

3 1 + x 3

1x

 

 

 

 

 

x0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

m 1 x n 1x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ax+h + axh 2ax

 

 

 

 

52.

1) lim

 

 

 

 

 

 

 

 

 

;

 

2)

 

lim

 

 

 

 

 

 

 

 

 

, a > 0 ;

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

h2

 

 

 

 

 

x0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

h0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3)

lim

xα

 

 

aα

, a >

0 ;

 

4)

 

lim

 

sin(a + 2x) 2sin(a + x) +sin a

;

 

 

 

 

 

aβ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x2

 

 

 

 

 

 

 

 

xa xβ

 

 

 

 

 

 

 

x0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5)

lim

 

 

 

2sin2 x +sin x 1

;

6)

lim

 

 

1 + tg x

 

1+sin x

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x3

 

 

 

 

 

 

 

 

x→π/ 6 2sin2 x 3sin x +1

 

 

 

 

x0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7)

lim

 

 

 

 

 

 

 

x2

 

 

 

;

 

8)

lim

 

 

sin2

(π2x )

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(cos(π2x ))

 

 

 

 

 

 

 

x0 1

+ xsin x

cos x

 

 

 

x1 ln

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(n a n+1 a ), a > 0 ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

cos 2π

x

 

 

 

 

 

 

 

9)

lim n2

 

10)

 

lim

 

3

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n→∞

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x→π/ 6

3 2cos x

 

 

 

 

 

 

 

2.2. ВЫЧИСЛЕНИЕ ПРЕДЕЛОВ ПОКАЗАТЕЛЬНО-СТЕПЕННЫХ ФУНКЦИЙ

Вычислить (53–54):

 

x +1

 

1x

 

 

 

x +1

 

1x

 

53. 1) lim

1x

;

2)

lim

1x

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x0

x + 2

 

 

 

 

x1 x + 2

 

 

 

3) lim x + 2 x2

x→∞ 2x 1

6) lim x +a x ; x→∞ x a

 

 

 

x2 +2

 

x2

 

 

x2

+2

 

x2

 

 

4)

 

 

 

5)

 

 

;

lim

 

 

 

 

 

;

lim

 

 

 

 

 

;

 

2

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

+5

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

x→∞ x

 

 

 

 

 

x0 x

 

 

 

 

7)

 

 

x2

1

 

x

 

8)

 

x2 1

1/ x

lim

 

 

 

 

 

 

;

lim

 

 

 

 

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x0 x2 + x 2

 

 

x0 x2

+ x 2

18

9)

 

x2 1

x

lim

 

 

;

 

 

x→∞ x

2 + x 2

11)

xlim0 (1 + x2 )ctg2x ;

13)

lim

(sin x)tg x ;

 

x→π/ 2

 

 

10)

 

 

x2

1

 

1/ x

lim

 

 

 

 

 

 

;

 

 

 

 

 

 

x→∞ x2 + x

2

 

 

 

 

tg x +1

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

3

x

 

12)

lim

 

 

 

sin

 

;

 

 

 

 

x0

sin x +1

 

 

 

 

 

 

14) lim a1x +b1 x , a1 >0,a2 >0 . x→∞ a2x +b2

54.

1) lim

(x +a)x+a (x +b)x+b

, a > 0,b > 0 ;

 

(x +a +b)2x+a+b

 

x→∞

 

 

 

 

 

n a

+n b

n

 

 

 

 

2)

lim

 

 

 

 

 

, a > 0,b > 0 ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

n→∞

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

ax+1 +bx+1 +cx+1 x

 

 

3)

lim

 

 

 

 

 

 

 

 

 

, a > 0,b

> 0,c > 0 ;

 

 

 

 

a +b +c

 

 

x0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x2

+b

x2 x

 

 

 

 

4)

lim

 

a

 

 

 

 

 

, a > 0,b > 0 .

 

 

 

x

 

x

 

 

 

x0

 

a

+b

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.3. СРАВНЕНИЕ ФУНКЦИЙ. СИМВОЛЫ ЛАНДАУ

55. Установить, какие из следующих устверждений верны при

x 0 :

 

 

 

 

 

 

1) α(x) = o(x2 ) ;

2) α(x) = o(x) ;

3) α(x) =O(x);

4) α(x) =O(x2 ) ;

5) α(x) x3 ;

6) α(x)

 

x

 

,

 

 

если:

б) α(x) = e x 1 , в) α(x) = ln (1+ x3 ) ,

а) α(x) =sin x3 ,

г) α(x) = x2 + x3 ,

д) α(x) = x sin x .

 

19

 

 

 

 

 

56.Установить, какие из следующих устверждений верны при

x→∞ :

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

1

 

 

1) α(x) = o

 

 

 

 

;

 

2)

α(x) = o sin

 

 

 

 

;

 

3) α(x) =O

 

 

;

 

 

 

 

 

x2

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6) α(x) =

1

 

 

4)

α(x) =O

 

 

 

 

 

;

5)

α(x) =

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2x3

 

если:

 

x2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а) α(x) =3 tg

 

, б)

α(x) =3

 

 

 

 

 

, в) α(x) = x3/ 2 ,

 

 

sh

 

 

 

 

 

 

x

 

x

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

г) α(x) = x

2 ex

 

 

 

1

, д) α(x) = 1 +

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

x2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

57.Установить, какие из следующих устверждений верны при

x1:

1) α(x) = o(x 1); 2) α(x) = o( x 1 ) ;

3) α(x) =O((x 1)2 ) ; 4) α(x) =O((x 1)3 );

5) α(x) (x 1) ; 6) α(x) (x 1)2 ,

если:

 

 

 

 

 

б) α(x) =( x 1)2 , в) α(x) = e(x1)2 1,

 

а) α(x) = ln x ,

 

г) α(x) = ex1 cos (x 1),

д) α(x) = o((x 1)2 ).

58. Верно ли утверждение x3 = o(β)

при x 0 , если:

а)

β(x) = x2

 

x

 

;

б) β(x) = x3

 

 

x

 

;

в) β(x) = x2 sin x .

 

 

 

 

г)

β(x) =1cos x2 ; д) β(x) = ln (1+sin x4 ) ; е) β(x) = etg x .

59. Верно ли утверждение (x 1)2 = o(β) при x 1, если:

а)

β(x)=(x1)3 ;

б) β(x)=sin (x1)2 ; в) β(x) =(x 1)2 / ln x .

г)

β(x) = cos(x 1)2 ; д) β(x) = e(x1)4 1 ; е) β(x) = ln x .

 

 

 

 

 

 

20