- •16. Предел и непрерывность функции
- •16.1. Предел функции в точке и на бесконечности
- •I уровень
- •II уровень
- •III уровень
- •16.2. Замечательные пределы
- •I уровень
- •I уровень
- •II уровень
- •III уровень
- •16.4. Односторонние пределы. Асимптоты
- •I уровень
- •II уровень
- •III уровень
- •16.5. Непрерывность функции. Классификация
- •I уровень
- •II уровень
- •III уровень
I уровень
1.1. Докажите, что функции иявляются эквивалентными бесконечно малыми при
1) 2)
3) 4)
1.2. Вычислите предел функции, заменяя бесконечно малые эквивалентными:
1) 2)
3) 4);
5) 6)
7) 8)
9) 10)
11) 12)
II уровень
2.1. Вычислите предел функции, используя эквивалентность бесконечно малых:
1) 2)
3) 4)
5) 6)
7) 8)
9) 10)
11) 12)
2.2. Вычислите предел функции:
1) 2)
3) 4)
5) 6)
7) 8)
9) 10)
III уровень
3.1. Вычислите предел функции с помощью таблицы эквивалентности бесконечно малых двумя способами (производя замену переменной и без замены переменной):
1) 2)
3) 4)
3.2. Вычислите предел функции несколькими способами:
1)
2)
3.3. Вычислите предел функции:
1) 2)
3) 4)
16.4. Односторонние пределы. Асимптоты
графика функции
Левой (правой) полуокрестностью точки х0 называется произвольный интервал гдеслева (справа).
Число А называется пределом слева (справа) функции f(x) в точке х0, если функция f(x) определена в некоторой левой (правой) полуокрестности точки и если для любогосуществуеттакое, что для всехx, удовлетворяющих условию выполняется неравенство
В этом случае пишут:
Пределы слева и справа называются односторонними пределами. Если то односторонние пределы обозначают
Функция f(x) имеет предел в точке тогда и только тогда, когда в этой точке существуют оба односторонних предела, равных между собой.
В этом случае их общее значение является пределом функции f(x) в точке
Асимптота графика функции – это прямая линия, к которой неограниченно приближается график данной функции, когда его точка неограниченно удаляется от начала координат.
Различают горизонтальную, вертикальную и наклонную асимптоты.
Прямая называетсявертикальной асимптотой графика функции еслиили
В случае вертикальной асимптоты функция является бесконечно большой в точке
Прямая y = b называется горизонтальной асимптотой графика функции если
Вертикальные асимптоты могут существовать у функций, которые определены не на всей числовой прямой, т. е. имеют разрыв второго рода.
Если областью определения функции является вся числовая прямая, то у функции нет вертикальных асимптот.
Прямая называетсянаклонной асимптотой графика функции приесли
Для нахождения коэффициентов k и b применяют следующие формулы:
(16.25)
(16.26)
Если хотя бы один из пределов (16.25), (16.26) равен или не существует, то у функции наклонных асимптот нет.
Если то прямаяявляется горизонтальной асимптотой. Заметим, что наклонных асимптот у функции может быть не больше двух, а вертикальных может быть сколько угодно.
Пример 1. Найти односторонние пределы функции f(x) в точке х0:
1) 2)
Решение. 1) Вычислим пределы функции в точке слева и справа, т. е.и
Если тозначитПолучаем
Если тозначитПолучаем
2) При функция задана формулойПоэтому
При функция задана формулойт. е.
Значит
Пример 2. С помощью односторонних пределов показать, что функция не имеет предела в точке
Решение. При имееми функция принимает вид:
Поэтому
При имееми функцию
Поэтому
Получим, что оба односторонних предела функции в точке существуют, однако они различны, поэтомуне существует.
Пример 3. Найти асимптоты графика функции:
1) 2)
Решение. 1) Вертикальных асимптот данная функция не имеет, потому что она определена для любых Для того чтобы найти горизонтальные асимптоты, надо рассмотреть пределы функции на бесконечности:
Получили, что – горизонтальная асимптота (ось0x).
Будем искать наклонные асимптоты в виде функции
Согласно формулам (16.25) и (16.26), вычисляем:
Так как значит наклонных асимптот у графика нет.
2) Так как при функция не определена, рассмотрим
и
Вычисляем:
Поэтому прямая является вертикальной асимптотой графика функции.
Ищем горизонтальную асимптоту.
Вычисляем
это означает, что горизонтальных асимптот нет.
Выясним наличие наклонных асимптот. По формулам (16.25) и (16.26) находим:
Приходим к выводу, что – наклонная асимптота.
Пример 4. Найти асимптоты графика функции:
1) 2)
Решение. 1) Областью определения D(y) функции является то множество, на котором выполняется неравенство Решив последнее неравенство, получим что
Определим вертикальные асимптоты графика функции. Рассмотрим поведение функции в окрестности точки Функция определена только в левой полуокрестности этой точки, поэтому вычисляем левосторонний предел:
В окрестности точки функция определена только справа, поэтому в этой точке можем рассмотреть правосторонний предел:
.
Приходим к заключению, что прямые иявляютсявертикальными асимптотами графика функции. Горизонтальных асимптот нет, так как
Найдем наклонные асимптоты:
Таким образом, – наклонная асимптота.
2) Функция определена всюду на числовой прямой, кроме точки т. е.Рассмотрим
Прямая – вертикальная асимптота.
Найдем горизонтальные асимптоты:
Получаем, что прямая является горизонтальной асимптотой приа прямая– горизонтальная асимптота при
Ищем наклонные асимптоты:
Наклонных асимптот нет.
Задания