Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Скачиваний:
64
Добавлен:
12.02.2016
Размер:
249.62 Кб
Скачать

Півінтервали: ( a;b] = { x Ρ | a < x £ b} ;

[ a;b) = { x Ρ | a £ x < b} .

 

Інтервал: ( a;b) = { x Î ¡ | a < x < b} .

 

 

Розглядаються також нескінченні

інтервали та півінтервали:

( ;a) , ( b;) , ( ;) ,

( ;a] ,

[ b;) . Усі вказані множини часто об’єднують терміном проміжок X . Далі будемо мати справу зі

спеціальною підмножиною множини дійсних

чисел, а

саме

e -околом точки

x0 :

Ue ( x0 )

= { x Î ¡ | x0 - e < x < x0 + e} . Множину

o

 

 

називають проколотим e -околом

Ue ( x0 ) = Ue ( x0 ) \ { x0}

точки x0 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

a )

b

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

 

b

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

б )

b

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ab

в)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

0 - e

 

 

x

0

x

0 + e

 

 

 

 

 

г

)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x 0

- e

 

x

0

x 0

+ e

 

 

 

 

 

д

)

 

 

 

 

 

Рис. 3. Підмножини множини ¡ :

а) відрізок;

б) півінтервали; в) інтервал;

г)e -окіл;

д) проколотий e -окіл.

Звернемо увагу, що відрізок [ a;b] і інтервал

( a;b)

на перший погляд відрізняються дуже мало: перша

підмножина “багатша” за другу всього на дві точки – кінці відрізка. Однак така різниця є дуже принциповою і надзвичайно важливою в математиці. Справа в тому, що будь-яка точка інтервалу ( a;b) є внутрішньою

точкою, тобто і лівіше, і правіше від цієї точки знаходяться інші точки інтервалу. Нехай X – числова множина, тобто X Ì ¡ .

Означення 7. Якщо $M Î X "x Î X : x £ M , то M називається найбільшим (максимальним)

елементом множини X і позначається M = max X .

Означення 8. Якщо $m Î X "x Î X : x ³ m , то m називається найменшим (мінімальним) елементом

множини X і позначається m = min X .

Означення 9. Якщо $c Î ¡ "x Î X : x £ c , то множина X називається обмеженою зверху, а число c

верхньою межею (гранню)

множини X . Якщо $d Î ¡ "x Î X : x ³ d , то множина X називається

обмеженою знизу, а число d

нижньою межею (гранню) множини X . Множина, обмежена і зверху і

знизу, називається обмеженою.

Для обмеженої зверху множини множина

всіх її верхніх меж має мінімальний елемент, який називається

точною верхньою межею (гранню)

і позначається символом sup X . Очевидно, що

sup X = max X Û sup X Î X . Аналогічно для обмеженої знизу множини множина всіх її нижхніх меж має максимальний елемент, який називається точною нижньою межею (гранню) і позначається символом

inf X ; inf X = min X Û inf X Î X .

 

 

Приклад.

 

1)

X = ( 0;) − обмежена знизу, необмежена зверху,

max X не існує, min X не існує, sup X не існує,

inf X = 0 .

 

2)

X = ( a;b] − множина X обмежена, max X = b , min X

не існує, sup X = b , inf X = a .

3. Поняття функції дійсної змінної.

Сталою називається величина, яка зберігає одне і те ж числове значення. Наприклад, відношення довжини кола до його діаметру є величина стала і дорівнює p .

Змінною величиною називається величина, яка може набувати різних числових значень. Наприклад, якщо тіло рухається рівномірно, то s = vt , де шлях s і час t – змінні величини, швидкість v – стала величина.

Нехай тепер задано дві підмножини множини дійсних чисел X Ì ¡, Y Ì ¡ .

Означення 10. Якщо кожному елементу x Î X ставиться у відповідність певний єдиний елемент y ÎY , то говорять, що на множині X задана функція y = f ( x) .

При цьому x називають незалежною змінною (або аргументом), а y залежною змінною (або

значенням функції). Символ f означає закон відповідності між x і y .

Множину X називають областю визначення функції і позначають D ( f ) , а множину Y областю значень функції (позначатимемо її E ( f ) ). Якщо множина D ( f ) спеціально не описана, то вона

визначається як множина тих значень x , для яких y = f ( x) має зміст.

Зауваження. Функція, задана згідно з означенням 10, називається однозначною. Якщо у цьому означенні

відкинути умову єдиності

елемента

y Î E ( f ) , то

прийдемо

до більш

загального поняття – так званої

багатозначної функції, яка допускає, щоб кожному значенню

x Î D ( f )

відповідало не одне, а декілька

(можливо, безліч) значень

y Î E ( f )

. Надалі, говорячи про функцію, матимемо на увазі лише однозначну

функцію.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Приклад. Знайти область визначення функції y =

 

4 - x2

+ log2 ( x +1) .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

Розв’язання. Областю визначення функції є всі значення x , які задовольняють умови:

ï4 - x ³ 0

ï(

x - 2

) (

x + 2

)

£ 0

 

 

 

 

 

ì

2

ì

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

íx ¹ 0

Û íx ¹ 0

 

 

 

.

 

 

 

 

 

ï

 

ï

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

îx +1 > 0

îx > -1

 

 

 

 

 

 

 

 

Отже, область визначення заданої функції x Î( -1;0) U( 0;2] .

4. Способи задання функції.

Аналітичний спосіб. Цей спосіб є найбільш поширеним. Його суть – задання функції за допомогою

формули. Розглянемо деякі різновиди аналітичного способу задання функції.

 

 

 

а) Якщо залежність між x

і

y

 

задана у вигляді

y = f ( x) , то кажуть, що функція

f

задана явно.

Наприклад, y = 3x + 2 ,

 

y = x2 + sin x .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

б) Якщо змінні x і

y зв’язані між собою рівнянням вигляду F ( x, y)

= 0 , тобто рівнянням, не розв’язаним

відносно y або x , то кажуть, що функція

y = f ( x) задана неявно. Наприклад, tg( x + y) - x - y = 0 .

Інколи рівняння F (

x, y) = 0 можна розв’язати щодо

x

або y

і звести до функції, заданої явно: y = f ( x)

або x = g ( y) . Наприклад, рівність

x2 + y2 - 4 = 0 , що задає коло радіуса 2 з центром в початку координат,

неявно визначає

такі

функції:

 

 

 

 

 

 

 

(верхнє

півколо) і

y = -

 

, - 2 £ x £ 2 (нижнє

y =

 

 

4 - x2 , - 2 £ x £ 2

4 - x2

півколо) або x =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4 - y2 , - 2 £ y £ 2 (праве півколо) і x = -

 

4 - y2 , - 2 £ y £ 2 (ліве півколо).

 

 

 

в) Якщо x і

y задаються як функції допоміжної змінної – параметра

t , то кажуть, що функція задана

параметрично. Наприклад, параметричне

 

 

 

 

y =

x

2

 

 

 

ìx = 2t

, t Î R, а

рівняння параболи

 

+1

має вигляд í

 

 

 

 

= t2

+1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

î y

 

параметричне рівняння еліпса

x

2

+

y

2

 

= 1

ìx = a cost

, t Î[ 0;2p ] .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

í

 

 

 

 

 

 

 

 

a2

b2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

î y = bsin t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

г) Функція може бути задана на окремих підмножинах різними аналітичними виразами. Зокрема,

 

 

ì f

 

( x) , x Î D ( f

 

)

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y = f ( x) = íï

1

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ï f

2 ( x) , x Î D ( f2 )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

î

 

 

 

 

 

f ( x)

 

буде D ( f ) = D (

f1 ) U D ( f2 ) , причому D ( f1 ) I D ( f2 ) = Æ .

 

Тут областю визначення функції

 

 

 

Табличний спосіб. Важливим способом задання функції є табличний, коли значення x

та відповідні їм

значення y задаються у вигляді таблиці:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

x1

x2

xi

 

xi+1

 

 

 

 

xn

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

 

 

 

y1

y2

yi

 

yi+1

 

 

 

 

yn

 

 

 

Табличний спосіб задання функції часто використовують тоді, коли інформація про незалежну змінну та функцію подається у вигляді скінченної (зліченної) кількості точок. Якщо необхідно знайти наближений

Соседние файлы в папке Пукач лекції 1-16