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

mathanaliz

.pdf
Скачиваний:
12
Добавлен:
11.05.2015
Размер:
9.53 Mб
Скачать

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

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

lim f(x) =

Гейне

x→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:

lim

1

= 0.

 

x→+∞ xn

 

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

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]