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

Матан. М.В.Ишханян

.pdf
Скачиваний:
266
Добавлен:
09.06.2015
Размер:
1.39 Mб
Скачать

3.25. y =

 

 

 

 

x

 

 

 

3.29. y =

8

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3x + 5

 

 

 

 

 

 

 

x

− 2

 

 

 

 

 

 

3.26. y =

 

7x + 5

 

 

3.30. y =

7

 

x

 

+ 5

 

 

 

 

 

 

5x + 6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5x + 6

3.27. y =

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

x

 

+ 5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.28. y =

 

4 − x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5 + 2x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Задание 4

Используя элементарные преобразования, построить эскизы графиков функций:

 

9

 

4.1.

y = log3

 

 

x −1

4.2.

y = ln(2x + 1)

4.3. y = log1

3

 

 

 

 

2 − x

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.4. y = log2

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

(x − 2)3

4.5. y = log2

 

 

8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x + 2

4.6. y = log1

 

 

 

 

 

3 − 3x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.7. y = log3

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

x +1

4.8.y = 2 lg (1− x)

4.9.y = lg 2 − x

10

4.10. y = log2 1− 2x

4.11.y = 2 + log2 (x −1)

4.12.y = 2 log9 (3x − 6)

4.13.y = ln(2x −1)

4.14.y = 1 log4 (8 − 4x) 2

4.15.y = log3 (6 − 3x)

4.16.y = log8 (4 − 4x)3

4.17.y = 2 − 3lg(x +1)

4.18.y = 1− log3 (1− 2x)

4.19. y = log1

2

 

1− x

 

2

 

 

4.20. y = log3 (5 − x) +1

4.21. y = log3 x − 3 9

4.22. y = log3 3x −1 9

40

4.23. y = log 1 (1− x) + 2

4.27. y = 1+ ln (2x − 3)

 

2

 

 

 

4.28. y = log2

2x −1

4.24. y = log2 (2x + 4)3

4

 

 

 

4.25. y = log1 (6 + 3x)

 

 

 

 

 

 

4.29. y = log1

2

 

 

 

 

3

 

2 − x

 

1− x

 

4.26. y = log

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.30. y = log2

1− 2x

 

3

9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Задание 5

Используя элементарные преобразования, построить эскизы графиков функций:

 

π

 

 

x

5.1. y =

4

+ 2 arcsin 1

+

 

 

 

 

 

 

4

5.2.y = π − 3arccos x + 2

2

5.3.y = 1+ arctg(2x +1)

 

y =

π

+ arcctg

2x

+

 

5.4.

2

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

y =

π

1

 

 

 

 

 

 

x

 

5.5.

 

 

 

arcsin

 

 

 

1

2

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3x

 

π

5.6.

y = arccos

2 +

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

1

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

5.7.

y =

 

 

arctg

 

 

 

+ x

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

5.8.

y = π + arctg(x +1)

 

 

41

 

π

 

 

x

5.9. y =

2

− 2 arcsin 1

+

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

5.10.

y =

2 arcsin x +

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

π

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

1

 

 

 

x

5.11.

y =

 

 

 

 

arcsin

 

1+

 

 

2

2

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

π

5.12.

y =

2 arcsin 1+

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

5.13.

y =

1

arcctg(1+ 2x) − π

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8

5.14.

y = π − 2 arccos

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

π

5.15.

y = 2 arcsin 1+

 

 

 

+

 

 

 

2

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.16.

y = 2arcctg(1+ 2x) − π

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

y =

π

1

 

 

 

 

+

 

x

5.17.

 

 

arcsin 1

 

 

 

4

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

y =

π

− 2 arcsin

x

 

5.18.

2

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

5.19.

y = π − 2arctg (1+ 2x)

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y =

π

1

 

 

 

 

+

 

x

5.20.

 

 

arcsin 1

 

 

 

6

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

5.21.

y =

− 2arcctg (2x −1)

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

5.22.

y = 2arctg 1+

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

42

 

1

x

 

 

π

5.23. y =

 

arccos

 

−1

 

2

2

6

 

 

 

 

 

π

 

 

2x

5.24. y =

2

− 2arctg 1

+

 

 

 

 

 

 

3

5.25. y = π 1 arcctg (1+ 2x)

62

5.26.y = − π + 1 arctg (1+ 2x)

 

 

 

8

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

π

 

1

 

 

 

 

x

5.27.

y =

 

 

arccos 1+

 

 

 

 

8

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

x

 

 

π

5.28.

y = 2 arccos 1+

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

5.29.

y = π + 2arctg (1+ 4x)

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

π

 

1

 

 

 

x

 

y =

 

 

arcsin 1+

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.30.

 

4

 

2

 

 

 

6

Глава 2. Числовые последовательности

2.1.Понятие числовой последовательности

Под числовой последовательностью a1, a2 ,, an ,понимается функция an = f (n) , заданная на множестве натуральных чисел.

Числа a1, a2 ,, an ,называют членами или элементами

последовательности, an называют общим членом последовательности.

Последовательность обозначается так: {an} или an , n . Графиком последовательности является множество точек

плоскости.

 

 

 

Пример 1 Даны последовательности:

(3) an = n −1

(1) an =

1

(2) an = (−1)n

n

 

 

 

 

 

Изобразить первые пять членов на координатной плоскости. Решение Придавая n значения 1,2,3,4,5, получим:

(1)

a =

1

 

= 1, a

 

=

1

, a

=

1

, a

=

1

, a

=

1

 

2

 

 

 

 

 

1

1

 

2

3

3

4

4

5

5

 

 

 

 

 

 

 

(2)a1 = −1, a2 = 1, a3 = −1, a4 = 1, a5 = −1

(3)a1 = 0, a2 = 1, a3 = 2, a4 = 3, a5 = 4

Графики этих последовательностей изображены на рис.2.1.

Рис. 2.1.

43

Если для последовательности{an}справедливо неравенство an £ an+1 n , то ее называют неубывающей последовательностью.

Если для последовательности{an}справедливо неравенство an < an+1 n , то ее называют возрастающей последовательностью.

Если для последовательности{an}справедливо неравенство an ³ an+1 n , то ее называют невозрастающей последовательностью.

Если для последовательности{an}справедливо неравенство an > an+1 n , то ее называют убывающей последовательно-

стью.

Эти названия объединяют общим термином монотонная по-

следовательность.

Например, последовательность (3) из примера 1 является возрастающей.

Последовательность {an}называется ограниченной сверху , если можно указать число M , такое, что an £ M n .

Последовательность {an}называется ограниченной снизу , если можно указать число m , такое, что m £ an n .

Последовательность {an}называется ограниченной, если она ограничена и сверху, и снизу, т.е. если существуют числа m и

M , такие, что m £ an £ M n .

Геометрически это означает, что все точки, изображающие члены последовательности {an}, лежат на отрезке [m; M ] .

Например, последовательность (2) из примера 1 является ограниченной.

44

2.2.Предел последовательности

Введем понятие предела последовательности.

Число a называется пределом числовой последовательно-

сти {an}, если для любого, сколь угодно малого, положитель-

ного числа ε > 0 , найдется такое число N (зависящее от ε , N = N (ε ) ), что для всех членов последовательности с номе-

рами n > N верно неравенство

| an a |< ε .

Если данное условие выполняется, то пишут lim a = a или

n→∞ n

an a при n → ∞ .

С помощью логических символов определение предела последовательности выражается следующим образом:

lima = a ε > 0 N = N (ε ) n > N | a a |< ε

n→∞ n n

Числовая последовательность имеет бесконечный предел, если для любого, сколь угодно большого, положительного числа ε > 0 , существует такое число N (зависящее от ε , N = N (ε ) ),

что для всех членов последовательности с номерами n > N верно неравенство | an |> ε .

Если данное условие выполняется, то пишут lim a = ∞ или

n→∞ n

an → ∞ при n → ∞ .

Последовательность, имеющая предел называется сходящей-

ся, иначе – расходящейся.

Пример 2 Используя определение предела последовательно-

сти, доказать, что lim

n + 2

=

1

 

. Найти номер члена последо-

 

 

n→∞ 2n +1 2

n + 2

 

 

 

 

 

1

 

< 0.001

вательности, начиная с которого

 

 

 

 

 

 

 

 

2n +1 2

 

 

45

 

 

 

 

 

Решение Покажем, что для произвольного сколь угодно ма-

лого действительного числа ε > 0 можно указать порядковый

номер N элемента последовательностиa =

n + 2

 

, начиная с

2n +1

n

 

 

 

которого выполняется условие

 

 

 

n + 2

1

 

< ε

 

 

 

2n +1 2

 

 

Имеем

 

 

n + 2 − (2n +1)

 

=

 

 

3

 

 

. Так

как n > 0 , то

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4n + 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2(2n +1)

 

 

 

 

 

 

 

3

 

> 0 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4n + 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Следовательно,

 

3

 

 

 

=

3

 

.Получаем, что

 

 

4n + 2

 

 

4n + 2

 

3

 

 

< ε 3 < ε (4n + 2) 4n + 2 >

3

 

 

4n + 2

ε

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 − 2ε

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

n >

 

 

 

 

− 2

n >

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

ε

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 − 2ε

 

Таким образом, начиная с номера

N (ε ) =

 

 

+1(на-

 

 

 

 

помним, что запись [x] обозначает целую часть числа. Напри-

 

 

 

 

 

 

 

n + 2

1

 

< ε . То есть

мер,

[5, 46] = 5 .) выполняется условие

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2n +1 2

 

по

определению предела числовой

последовательности

lim

n + 2

=

1

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n→∞ 2n +1 2

 

 

 

 

 

 

 

 

n + 2

1

 

< 0.001:

Найдем N , начиная с которого

 

 

2

 

 

 

 

 

 

2n +1

 

 

 

 

 

 

46

3 -

2 ×0.001

 

N (0.001) =

 

 

 

+1 = [749.5] +1 = 750 . То есть на-

4

 

 

×0.001

 

чиная с a750 , все члены последовательности отличаются от 1 2

менее, чем на 0.001 .

Последовательность {an } называется бесконечно малой, ес-

ли lim an = 0 .

n→∞

Последовательность {an } называется бесконечно большой,

если lim an = ¥ .

n→∞

Теорема 1. Пусть существуют конечные пределы последовательностей {xn } и { yn } .

1)

Если порядковый номер

N , такой что n > N выпол-

няется условие xn < yn , то lim xn

£ lim yn

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n→∞

n→∞

 

2)

Если порядковый номер

N , такой что n > N выпол-

няется условие xn

= C,C = const , то lim xn = C ;

 

 

( xn

± yn ) = lim xn

 

n→∞

 

3)

lim

± lim yn ;

 

 

n→∞

 

 

 

 

 

 

 

n→∞

n→∞

 

 

4)

lim

( xn

× yn ) = lim xn × lim yn ;

 

 

n→∞

 

 

 

 

 

n

→∞

n→∞

 

 

 

 

xn

 

 

lim x

 

 

 

 

 

 

5)

lim

 

=

n→∞

n

 

, где lim yn

¹ 0, yn

¹ 0 .

 

lim y

 

 

 

n→∞ y

n

 

n

n→∞

 

 

 

 

 

 

n→∞

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Теорема 2. Всякая сходящаяся числовая последовательность ограничена.

Теорема 3. Всякая монотонная ограниченная последовательность имеет предел.

47

Теорема 4. Числовая последовательность {an } с общим

членом a

=

1

 

( p > 0, p ) сходится и lim

1

= 0 .

n p

 

 

n

 

 

 

n→+∞ n p

 

Теорема 5.

 

Если| q |< 1 (q ) , то последовательность с

общим членом

a = qn сходится и

lim qn = 0 .

 

 

 

 

 

n

n→+∞

 

 

 

 

 

 

 

Задачи

34.Последовательность {an } задана рекуррентным соотношением an+1 = 5an - 4, a1 = 2 . Найти пятый член этой последо-

вательности.

Написать первые десять членов последовательностей с общими членами:

35.

an

=

 

n

.

 

40.

an

=

 

1

 

.

 

 

 

(3n −1)(3n + 1)

 

 

 

 

 

n + 2

 

 

 

 

 

 

36.

an

=

 

2n

.

41.

a

 

=

1+ (−1)n

.

 

 

3n - 2

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

37.

an

= n!.

 

42.

a

=

1

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

38.

an = -2n .

 

 

 

n

 

2n

 

 

 

 

 

 

=

 

n2 −1

 

43.

a

= sin π n .

 

39.

a

 

 

 

 

 

.

 

 

n

 

 

2

 

 

n

 

n2 + 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Написать формулу общего члена последовательности по данным ее первым членам:

44.

1

,

1

,

 

1

,

1

 

,

1

 

,...

 

46.

1

,

 

4

,

7

,

10

,

13

,...

 

6

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

 

 

 

26

 

3

9

 

12

15

 

 

 

 

 

11

16

21

 

 

45.

1

 

 

,

1

 

,

 

1

,

 

1

,...

47.

3

,

7

,

 

11

,

15

,

19

,...

 

 

 

 

 

 

 

 

 

×10

5

 

 

 

 

 

3×4 5 ×6 7 ×8 9

 

 

 

8 11 14 17

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

48

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

48.

1

,

1

,

1

,

1

,

1

 

,

1

,...

49.

0,

1

,

2

,

3

,

4

,

5

,... ;

3

 

27

 

 

 

729

 

 

 

 

 

 

9

 

81

243

 

 

3

4

5

6

7

 

Задачи для самостоятельного решения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Задание 6*

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Доказать,

что lim an

= a . Определить для каждого ε > 0 число

 

 

 

 

 

 

 

n→∞

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

N = N (ε ) .

Заполнить таблицу:

ε 0.1 0.02 0.003

N (ε )

6.1.an

6.2.an

6.3.an

6.4.an

6.5.an

6.6.an

6.7.an

6.8.an

=

3n − 2

, a =

3

2n −1

 

 

2

= − 5n , a = −5

n +1

 

= 2n +1 , a = 2

3n − 5

3

=1− 2n , a = −2 n + 3

=3n , a = −3

2 − n

=

n

 

, a =

1

 

3n −1

 

 

3

=3n , a = 3 n −1

=4 + 2n , a = − 2

3n 31

6.9. an

6.10.an

6.11.an

6.12.an

6.13.an

6.14.an

6.15.an

6.16.an

=5n +15 , a = −5

6 − n

=3 − n , a = − 1 + 2n 21

=

7n + 4

, a =

7

2n +1

 

 

2

=7n −1 , a = 7 n +1

=9 − n , a = − 1

+2n 21

=

1

− 2n

, a = −

1

 

+ 4n

 

2

2

=4n −1 , a = 2

2n +1

=2n − 5 = 2

+1 , a 33n

49