Вступ до аналізу. Ч. 1
.pdf* {xn } ! + . ) + , |
lim xn = inf {xn}. %: |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n → ∞ |
b = lim xn |
= lim xn+1 . # |
|
|
|
|
|||||
n → ∞ |
n → ∞ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
b = lim |
x |
= |
lim |
a |
x |
= |
lim |
a |
lim x = 0 b , |
|
|
|
|
||||||||
|
|
|||||||||
n → ∞ |
n +1 |
|
n → ∞ n + 1 |
n |
|
n → ∞ n + 1 n → ∞ n |
b = 0 . # " a > 0 * (12.1) . ) *
an |
|
≤ |
| a |n |
, |
|
n! |
n! |
||||
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
* (12.1) a . $" * {xn } ,
|
|
|
1 n |
||
xn |
= 1 |
+ |
|
|
, |
|
|||||
|
|
|
n |
|
+, " * ! +, " , - ' ! + . & ' ! .*', -:
x = 1 + C1 |
1 |
|
|
|
2 1 |
|
1 |
|
|
1 |
|
|
n |
|
1 |
|
||||
+ C |
+ ... + C k |
+ ... + |
= 1 + ∑ C k |
, |
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
n n2 |
|
nn |
|
||||||||||||||||
n |
n n |
|
|
|
n nk |
|
|
|
k =1 |
n nk |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
C k = |
n! |
|
|
= |
n(n −1)L(n − k + 1) |
|
(k = |
|
) |
|
|
|
||||||||
|
|
|
1, n |
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
n |
k !(n − k )! |
|
|
|
|
k ! |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
– ! * ,. $":
C k |
|
1 |
|
|
n(n −1)L(n − (k −1)) |
|
1 |
|
|
1 |
|
2 |
|
|
||
n |
= |
|
|
|
|
= |
|
1 |
− |
|
1 |
− |
|
L 1 |
− |
|
nk |
k ! |
nk |
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
k ! |
|
n |
|
n |
|
|
6:
n |
1 |
|
1 |
2 |
|
k − 1 |
|||
xn = 1 + ∑ |
|
1 − |
|
1 − |
|
L 1 − |
|
, |
|
|
|
|
|
||||||
k =1 k ! |
n |
n |
|
n |
|
|
n +1 1 |
|
|
1 |
|
2 |
|
k − 1 |
|||||||||||
xn+1 = 1 + |
∑ |
|
|
1 |
− |
|
|
1 |
− |
|
|
L 1 |
− |
|
. |
|||||
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
k =1 k ! |
|
n + 1 |
|
n + 1 |
|
n + 1 |
||||||||||||
), |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
1 − |
1 |
< 1 − |
1 |
|
,...,1 − |
k −1 |
< 1 − |
k −1 |
. |
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
n |
|
|
n + 1 |
|
|
|
n |
|
|
n + 1 |
|
|
|
k− 1
.
n
(12.2)
(12.3)
# + (12.2) 2
(12.3). , (12.3) ( ( ( -
, k = n + 1) " ' (12.2), ( (. ) +
xn < xn +1 ,
! * {xn } '.
, *
42
1 − |
m |
< 1 |
(m = |
|
|
), |
|
|
1 |
< |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
1, n −1 |
|
|
, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
2k −1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
n |
|
|
|
|
|
|
|
k ! |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
,: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 − |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
n |
1 |
|
|
n 1 |
|
|
|
2 |
n |
|
|
|
1 |
1 |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
xn < 1 + ∑ |
|
|
< 1 + ∑ |
|
|
|
|
= 1 + |
|
|
|
|
= 1 |
+ 2 1 − |
|
= 3 − |
|
< 3 |
|||||||
|
|
|
−1 |
|
|
1 |
|
|
|
3n−1 |
|||||||||||||||
|
|
k =1 k ! |
|
k =1 2k |
|
|
|
1 − |
|
|
|
|
2n |
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
( " 2 n -
). # * {xn } ! + . & ,
'. # , lim xn . 4" " , * " ! ' e
n → ∞
( ’" * 8 :().
|
|
1 n |
|
||
lim 1 |
+ |
|
|
= e . |
(12.4) |
|
|||||
n→ ∞ |
|
n |
|
|
? e , * " /. 4 , + + *
". & *, + ! + , * " -
" !. @ " '
15 " :
e = 2, 718281828459045... .
? ' * " ! + ' ': e ≈ 2,72 .
8 a > 0 ' e , * " (-
, * " ln a . # !:
ln a = loge a .
. * + 2 ", !-
* " * - 2, + 2 ' ', * ". 6 e
’" + ', " , * " (
! +).
. % * 1, 2 ,..., n ,... , n = [an , bn ] , - , * " , " :
1) n : n +1 n ; |
|
2) lim (bn − an ) = 0 . |
|
n → ∞ |
|
# : |
|
a1 ≤ a2 ≤ K ≤ an ≤ an +1 ≤ K ≤ bn +1 ≤ bn ≤ K ≤ b2 ≤ b1 . |
(12.5) |
" '. ) & ,
, .
. 6 '+ ( (12.5) ,,
n, m : an ≤ bm .
# + {an } ! + , + , sup{an } = c , :
43
n : an ≤ c ≤ bn ,
( ,, c + * { n } .
% + , c ,. %, ' *
c1, c2 (c2 > c1) , + * { n } . # n
bn − an ≥ c2 − c1 > 0 , * 2) . # .
#. {an }, {bn } , :
lim an |
= lim bn = c = sup{an} = inf{bn} . |
n → ∞ |
n → ∞ |
4 ( * (.
13. . &.
. ( * {xn } . $" ' * -
* :
n1, n2 ,..., nk ,... (nk < nk +1 ) .
. % * {xnk } , * " -
{xn } .
. .( xn = n , ! {xn } – * * .
& * xn = 2k − 1 (k = 1, 2,...) * |
|
|
k |
, " " " ". + * x′ = 2k |
|
|
nk |
(k =1, 2,...) * , " + " " ". |
|
% {xn }, {xn′ |
} , " {xn } . |
k |
k |
6 +, * {xn } - + + {x1, x2 ,..., xn ,...} . % " " -
, ! , " ( {xn } . . -
, * {5,3,9, 7,13,11,...} , ' -
* , +, " ( {xnk } , + *-
.
&{xnk } k ,
xn1 , xn2 ,..., xnk ,... , nk – * ( {xn } .
. ( {xnk } – * {xn } , ( , - ( ! ( lim xn = a . # a , * "
k → ∞ |
k |
|
|
{xn } . |
|
|
44 |
.
1. $" * xn = (−1)n−1 . # ! * 1, −1,1, −1,... .
& , : −1, −1, −1,... 1,1,1,.. . % 2 , - ', " ', −1, , ', " ', 1. ) + −1 1 –
xn = (−1)n−1 .
2. $" * xn = (1 + (−1)n )n . # ! * 0, 4, 0,
8, 0, 12,… & , : 0, 0, 0,… 4, 8, 12,… . % 2
, ', " ', 0, , ', " ', + ∞ . )-
+ 0 + ∞ – x = (1 + (−1)n )n . |
|
|
|
n |
|
|
|
. .(! *2 * |
{xn } - |
||
|
|
|
|
, * " ! {xn } , * " |
lim xn . .(- |
||
n → ∞ |
2 * {xn } , * " -
{xn } , * " lim xn .
n → ∞
. $" * 1,2,3,1,2,3,1,2,3,… . &
! + : 1,1,1,… ; 2,2,2,… ; 3,3,3,… . % 2 , -
', " ', 1, – ', " ', 2, " – ', "
', 3. ) + lim xn |
|
|
|
= 1, lim xn = 3 . |
|||
n → ∞ |
n → ∞ |
||
|
|
|
( ) &-* +1. 0
.
. .( {xn } – ! + *. # , ( -
[a,b] , n : xn [a, b] . $!’, [a,b] -
' d . # ( [a, d ] ! [d ,b] -
* * {xn } . % ( "
[a1, b1 ] . @ + ', b1 − a1 = (b − a) 2 . & [a1, b1 ] + -
, ! (, * -
* * . % ( " [a2 , b2 ] . @ + -
', b2 − a2 = (b1 − a1)2 = (b − a) 22 .
% + ' ( ! +, , *
{[an , bn ]} ,
1) [a1, b1 ] [a2 , b2 ] K [an , bn ] [an +1, bn +1 ] K ;
2) lim (b |
− a |
|
) = lim |
b − a |
= 0 . |
|
n |
|
|||||
n → ∞ |
n |
|
n → ∞ |
2n |
|
|
|
|
|
|
1 * (1781–1848) – * ( . & (, 2 (1815–1897) – ( * (
.
45
) + {[an , bn ]} – "+ * , ' , ,
c , + * [an , bn ] ( n = 1, 2,...). % +,
( * " * {xn |
} {xn |
} , lim xn |
= c . |
|
k |
|
k → ∞ |
k |
|
|
|
|
|
) * [a1, b1 ] * * * -
{xn } , n1 : xn1 [a1,b1]. & [a2 , b2 ] + * -
* * , + n2 : xn2 [a2 ,b2 ] . 0 -
k nk : xnk [ak ,bk ] . # , * {xnk } -
{xn } , k : ak |
≤ xn ≤ bk . 6 2 ! ak ≤ c ≤ bk , |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
k |
|
|
|
|
|
|
= (b − a) 2k . ) * {(b − a) 2k } – |
|||
|
x |
− c |
≤ b |
− a |
k |
|||
|
n |
|
k |
|
|
|
|
|
|
k |
|
|
|
|
|
|
|
* ( . . 10, 1), lim xn = c . |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
k → ∞ |
k |
|
|
|
|
|
|
|
|
8 *-& (, 2 .
14. ' ' + ! .
. % * {xn } , * " (, "
ε > 0 N n, m > N : | xn − xm | < ε . ! + ' :
ε > 0 N n > N , p : | xn + p − xn | < ε .
. .( xn = 1 n . % +, " * , *-
'. 6 * ε > 0 . $": |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
1 |
|
1 |
|
|
|
n − n − p |
|
|
p |
|
|
1 |
|
|
|
1 |
|
|
| x |
− x | = |
|
− |
|
= |
|
|
= |
= |
|
|
|
< |
p . |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
n+ p |
n |
|
n + p n |
|
|
n(n + p) |
|
n(n + p) |
|
|
|
n n |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
+ |
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
p |
|
|
|
&, ! 1 n < ε . # n > 1 ε , ,, N + ": N = [1 ε] + 1. # * *.
5 * {xn } *, ! +. (,
" * ,: ε > 0 N n, m > N : | xn − xm | < ε . %: M = max (| x1 |,| x2 |,...,| xN +1 | ) . # n > N ":
| xn | = | xn − xN +1 + xN +1 | < | xn − xN +1 | + | xN +1 | ≤ M + ε .
) + n > N : | xn | < M + ε , ! * {xn } ! +.
)! + ", , , ! ! + -
, * *. % + ! -
* * xn = (−1)n .
46
" ( 1 *2). , & {xn } -
, ! , & (.
. .! *. .( * {xn } ! +, ! ,
( lim xn = a . 6 "
n → ∞
ε > 0 N n > N : | x − a | < |
ε |
. |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
n |
2 |
|
|
|
|
|
|
$" n, m > N : |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
||
| x − x | = | x − a + a − x | ≤ | x − a | +| x − a | < |
ε |
+ |
ε |
= ε , |
|||||
|
|
||||||||
n m |
n |
m |
n |
m |
2 |
2 |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
! * {xn } *.
*. .( * {xn } *. #
ε > 0 N n, m > N : | xn − xm | < ε . 2
> * * , ! + ', ' *- & (, 2 + ! + * {xnk } . .(
lim xn |
= a . % +, ( lim xn = a . / ,: |
|
k → ∞ |
k |
n → ∞ |
|
ε > 0 K |
0 |
|
k > K |
0 |
: |
|
|
x − a |
|
< |
ε |
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n |
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
k |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
%: N1 = max (N , nK0 |
). # " nk |
> N1 , n > N1 - |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
* {xn } ! : |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
x |
− x |
|
|
< |
|
ε |
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
n |
n |
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
k |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
) + n > N1 : |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
| x − a | = |
|
x − x + x − a |
|
|
≤ |
|
x − x |
|
+ |
|
x − a |
|
< |
ε |
+ |
ε |
= ε , |
|||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
n |
|
|
|
|
|
|
|
n |
|
|
n |
|
n |
|
|
|
|
|
|
|
|
n |
n |
|
|
|
|
n |
|
|
|
|
2 |
2 |
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
k |
|
k |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
k |
|
|
|
|
k |
|
|
|
|
|
||||||||||
! |
lim xn = a . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
n → ∞ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
# . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
. , * {xn } , |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
x = 1 + |
1 |
+ ... + |
1 |
, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
n |
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
n |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
! +. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
% +, ε > 0 N n, m > N : |
|
|
| xn − xm | ≥ ε . 6 * |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
k |
n = 2k, m = k . # |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||
| x |
− x |
|
|
|=| x |
− x | = |
|
1 |
|
+ |
|
|
1 |
|
+ ... + |
1 |
|
≥ |
k |
= |
1 |
. |
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
n |
m |
|
|
|
|
|
|
|
|
2k |
|
|
k |
|
|
k |
+ 1 k + 2 |
|
|
|
|
|
2k 2k 2 |
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 2 ) ' 8 (1789–1857) – ( * ( .
47
# " ε + " 1 2 , + * , -
* ', ' 2 ! +.
15. , &, ! , &.
, & ,.
& ' 2 ", 2 , " ’" + ! ' , " * - 2. # ( ,’" + , * " ' " "
. . r + , * " ': S = πr 2 . 6 '' r , ! ' , +
+ , S , ,' ( r . 6
* "+ ", , " ' m M ,- ' * + ! ', + , * " ':
F = γ mM , r 2
r – * + , γ – * ( . 6- 2 ' m M , + ' * r , -
! ' * F , ! + , F ,
,' r .
" .
. 5 + x " + X -
* * y -
+ Y , + *, + X ( y = f (x) .
6 x , * " , ! . 6 y
, * " , ! (. % f -
, " ( ( , " ', * " *, !
, " ! x , !
" y .
/ + X , * " , * " D f . / + Y , * " , * " E f . . -
, " y = 1 − x2 ! ' " , [−1;1] ,
+ ' * [0;1] . * " x
+ ( + " y , |
|
" x = −1, x = 1 |
, ( + |
" y = 0 . " ! ", -
', ( + ' , *
" . A 2 ,
( , " ' * " ( !-
) .
48
$" + + "
" , ! ' " " , + :
xn = f (n), n = 1, 2, 3,...
> ' + !.
1. ( !. 4 ! " '
( ):
y = f ( x) , ! F (x, y) = 0 .
., y = x2 , x (−∞, + ∞) – ( ! "
, " + ( ' x * -
* " x2 .
( ! , " , .
" * " *, * + *
. – * , ! * !-
" " + " * .
2. # ! ( !. 4 ! " ' !, "
* " " ! " :
x |
x1 |
x2 … xn |
|
y |
y1 |
y2 |
|
… |
yn |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
||||||||
|
# |
yk |
= f ( xk ) (k = 1, 2,..., n) . |
|||||||||
|
., " y = x2 " ! " + ( ": |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x |
0 |
|
0,1 |
|
0,2 |
|
0,3 |
|
0,4 |
0,5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
y |
0 |
|
0,01 |
0,04 |
|
0,09 |
|
0,16 |
0,25 |
|
||
|
|
|
|
|
||||||||
|
4 ( ! ' * , - |
|||||||||||
' * * |
x1 , x2 ,..., xn * 2 " |
" * " y1 , y2 ,..., yn . , ! (
! 2 , * " ’" -
' ’', ' ’' , " -
(! *). 6 2 * «? -
!» &./. .
4 ( ! + , . * " ,
! ! ' " ( + , !)
* (! ( ' * ! "), * , +
, + ! ( "
" * , " " * ! ( !
!). %, " , " " ,
+ ! + ( " ' -
. 0 , " * .
49
3. ( !. 4 ! " ' (, ! + ( , "
(x, y) " * "' * * y = f (x) . 6 + , "
', + " , * , * (,
+ . . , y = x2 , - " ( !):
$ . 16.
! 2 ' * " + ", ’"
" !, " ! ("
), (" , ), -
(" ", ’" " * ' - "), (" ") . (
!, , , ), " ' *
, ' * ', " ' * !
, 2 .
! * ", 2 , * ( , -
' * ( ! ( !). / ' , + -
" ! , " ( , * ". $
( ! , : *, 2 ! + " "
" " .
4. ( !. 0 ' * , " , ! +
', + + ! . " -
( + ' .
, " :
1, & x − (x ),
D (x ) =
0, & x − ( x / ).
, ! +, * - , * " " y = 1, " ' * * !, "
y = 0 , " ' * * !. > ' , +, 50
+, + . ! " * , + + -
, * ! * 2 " , +
+ " ! * " -
.
>, " *2 ! , ' * " -
" (, " ' * " -
(. " * " .
1., ! .
4 " y = C = const (! + ( "
( , ( + "). )! ' " D f , - + (− ∞ , + ∞) , + * E f , * " * ,
y = C . , " ", " * ! -
* y = C ( . 17).
$ . 17.
2. . 4 " y = xα , α .
)! * " + * + * α . . -
" ( . 1) α = 1 ; y = x ; D f = E f = (− ∞ , + ∞) .
$ . 18.
51