3.16.Связь между бесконечно малыми и бесконечно большими функциями.
Пусть f : A → B, A Rk, B R и ω есть конечная или бесконечно удалённая предельная точка множества A.
Определение 72. Говорят, что f 6= 0 вблизи
ω, если Uµ(ω) такая, что x A ∩ Uµ(ω) : f(x) 6= 0.
•First •Prev •Next •Last •Go Back •Full Screen •Close •Quit
Теорема 29. Если функция α : A → B бесконечно малая при x → ω и α 6= 0 вблизи ω, то функция f = α1 - бесконечно большая при x → ω. Обратно, если функция f : A → B бесконечно большая при x → ω и f 6= 0 вблизи ω, то функция α = f1 - бесконечно малая при x → ω.
•First •Prev •Next •Last •Go Back •Full Screen •Close •Quit
Доказательство. |
→ |
|
|
(α : A |
→ |
B бесконечно малая при x |
|
|
|
|
ω) |
? |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= |
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
|
|
|
вблизи ω) |
|
|
|
|
|
|
|
|
(α = 0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
- бесконечно большая при x |
|
|
68 |
|
|
|
→ |
|
|
α |
f = |
|
|
|
|
ω |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
( (xn), xn A \ {ω}, и xn → ω : f(xn) → ∞) .
•First •Prev •Next •Last •Go Back •Full Screen •Close •Quit
Фиксируем произвольную (xn), xn A \{ω}, и |
xn → ω. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Гейне |
|
|
|
0) |
|
|
(α : A |
→ |
B бесконечно малая при x |
→ |
ω) = |
(α(xn) |
→ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
72 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(α = 0 вблизи ω) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Uµ(ω) |
такая, что |
|
x A U (ω) : α(x) = 0 |
|
= |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
µ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(xn |
|
ω) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
∩ опр. |
19 |
|
|
6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
→ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
( N = N(µ) |
|
|
такое, что |
|
n > N : xn |
|
Uµ(ω)) |
|
|
|
|
|
|
N |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n > N : f(xn) = |
|
и f(xn) |
|
|
|
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
α(xn) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
→ ∞ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Из выделенного синим цветом следует, по
определению Гейне, что lim f(x) = ∞.
x→ω
•First •Prev •Next •Last •Go Back •Full Screen •Close •Quit
Обратно. |
|
|
|
|
|
|
(f : A |
→ |
B бесконечно большая при x |
→ |
ω) |
|
|
|
|
|
? |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= |
|
|
|
|
|
|
6 |
вблизи ω) |
|
|
|
|
|
|
|
(f = 0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
- бесконечно малая при x |
|
|
63 |
α = |
|
→ |
ω |
|
|
|
|
|
|
f |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
lim α(x) = 0 Гейне |
|
|
x→ω |
|
|
( (xn), xn A \ {ω}, и xn → ω : α(xn) → 0) .
•First •Prev •Next •Last •Go Back •Full Screen •Close •Quit
Фиксируем произвольную (xn), xn A \{ω}, и xn → ω.
(f : A |
→ |
B бесконечно большая при x |
→ |
ω) Гейне= (f(xn) |
|
|
) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
72 |
|
|
→ ∞ |
|
(f = 0 вблизи ω) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Uµ(ω) такая, что x |
|
A |
|
U (ω) : f(x) = 0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
µ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(xn |
|
ω) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
∩ |
25 |
|
|
6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
→ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
( N = N(µ) |
|
|
N |
такое, что n > N : x |
n |
|
U |
(ω)) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
µ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8 |
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= |
|
n > N : α(xn) = |
|
|
и α(xn) |
→ |
0 . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
f(xn) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Из выделенного синим цветом следует, по
определению Гейне, что lim α(x) = 0.
x→ω
•First •Prev •Next •Last •Go Back •Full Screen •Close •Quit
Пример 53. Показать, что n N:
•First •Prev •Next •Last •Go Back •Full Screen •Close •Quit
Решение.
В примере 51 мы показали, что n N:
lim xn = +∞,
x→+∞
т.е. функция f(x) := xn бесконечно большая при x → +∞. Следовательно, в силу теоре-
мы 29, функция α(x) := |
1 |
= |
1 |
является |
f(x) |
n |
|
|
x |
бесконечно малой при x → +∞.
•First •Prev •Next •Last •Go Back •Full Screen •Close •Quit
Пример 54. Показать, что
lim ax = +∞ (0 < a < 1).
x→−∞
•First •Prev •Next •Last •Go Back •Full Screen •Close •Quit
Решение. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
lim ax = |
Замена |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= |
|
|
|
|
|
x |
|
|
x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
t = |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
→−∞ |
|
− |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
a−t = lim |
|
1 |
29 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
∞ |
|
|
|
|
= |
lim |
|
|
= + |
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
t→+∞ |
|
|
t→+∞ at |
|
|
|
Замечание. Функция α(t) := at, 0 |
< a < 1, |
|
бесконечно малая при t → +∞ |
(см. при- |
|
мер 50). Следовательно, в силу теоремы 29, |
|
функция f(t) := |
1 |
= |
|
1 |
, 0 < a < 1, является |
|
α(t) |
|
|
|
|
|
|
|
at |
|
|
|
|
|
бесконечно большой при t → +∞. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
•First •Prev •Next •Last •Go Back •Full Screen •Close •Quit