Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
МатАн_ЛинАлг_080100 / ПланыПЗ_МА_080100.pdf
Скачиваний:
56
Добавлен:
26.02.2016
Размер:
496.78 Кб
Скачать

2.3.47. lim cos5x

2.3.48. lim tg 2x

 

x0 sin 2x

 

x0 tg 5x

 

 

 

 

 

5 2x

2.3.50.

 

+

2 3x

2.3.49. lim 3 +

 

 

lim 1

 

 

x→∞

x

 

x→∞

 

x

 

 

 

 

3

 

 

 

 

k

mx

2.3.51. lim (1 + 4x)x

2.3.52.

+

 

lim 1

 

 

x0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x→∞

 

x

 

 

 

x

b

 

 

 

7 4 x

 

x

 

 

2.3.54.

2.3.53. lim

1

 

 

lim 1

 

 

 

 

x0

 

a

 

x→∞

 

x

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

2 3x

2.3.55. lim (1 3x)x

2.3.56.

lim 1

 

 

 

 

 

x0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x→∞

 

5x

2.3.57. lim (1 + tg x)3 ctg x

2.3.58. lim (1 sin x)2 ctg x

x0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x0

 

 

 

 

Тема 3. Предел и непрерывность функции

3.1. Типовые примеры

Пример 3.1.1. Исследовать непрерывность функции в точке x0 = 0 :

а) y = x2 ;

б) y =

1 ;

в)

x +1,

при x 0

;

г) y = ln x .

y =

при x < 0

 

 

x

 

x 1,

 

 

Решение. Построим графики данных функций (рис. 1.1.1)

 

а)

y

 

 

б)

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y = x2

 

 

1

 

 

 

 

 

 

y = x

 

 

0

 

x

 

0

 

x

13

в)

y

 

г) y

 

 

 

 

y =ln x

 

 

 

 

 

 

1

y

x +1, x 0

 

 

 

 

=

 

 

 

 

0

x 1, x <0

0

1

x

 

x

 

 

 

 

-1

 

 

 

 

РИС. 3.1.1

а) в точке x0 = 0 функция y = x2 является непрерывной, так как

lim x2 = 0 = f (0);

x0

б) в точке x

 

= 0 функция y = 1 не является непрерывной, так как f (0)

0

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

не существует;

 

 

 

 

 

 

в) функция

 

x +1,

при

x 0

;

не является непрерывной, так как не

y =

при

x < 0

 

 

x 1,

 

 

существует lim f (x);

x0

г) функция y = ln x не является непрерывной в точке x0 = 0 , так как она не определена в этой точке.

Пример 3.1.2. Исследовать на непрерывность функцию

 

2

,

при

x 0

x

 

f (x)=

+1,

при

x < 0

2x

 

 

 

 

 

в точке x0 = 0 .

Решение. Найдем предел слева, предел справа и значение функции в точке x0 = 0 :

f (x 0)= lim

f (x )= lim x2 = 0 ,

0

xx0

0

x00

 

 

 

 

14

f (x0

+ 0)= lim f (x)=

lim 2x +1 =1

 

xx0 +0

x0+0

 

f (0)= x2

= 0 .

 

x = 0

 

Так как нарушено условие непрерывности функции f (x0 0)f (x0 + 0),

то функция не является непрерывной в точке x0 = 0 .

Пример 3.1.3. Доказать непрерывность функции y = f (x) в точке x0 = 0

или установить характер разрыва функции в этой точке:

 

 

sin x

 

sin x

,

если

x 0

 

а)

y =

 

 

x

;

x

; б) y =

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1,

 

если x = 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,

если

x < 0

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

в)

 

 

 

 

; г) y = 2 x .

 

y =

если

 

 

 

 

ex ,

x 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Решение.

а) Функция

 

y =

sin x

в точке x = 0 не определена, но

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

lim sin x =1 (первый замечательный предел), следовательно, точка x0 = 0 – точ-

x0 x

ка устранимого разрыва функции.

б) По сравнению со случаем а), функция определена в точке x0 = 0 и ее значение f (0)=1 совпадает с пределом функции в этой точке, значит, функция

непрерывна в точке x0 = 0 .

в) Найдем пределы слева и справа в точке x0 = 0

f (0 0)= 0, f (0 + 0)= lim ex =1, f (0)=1.

x0+0

Так как эти пределы не равны, то x0 = 0 – скачок функции.

1

г) Функция y = 2 x не определена при x = 0 , а

1

 

1

 

f (0 0)= lim 2

 

= 2−∞ = 0,

f (0 + 0)= lim 2

 

= 2= ∞,

x

x

x00

x0+0

следовательно x0 = 0 – точка бесконечного разрыва функции.

15

3.2.Контрольные вопросы

1)Сформулируйте определение непрерывной в точке функции.

2)Сформулируйте второе определение непрерывной в точке функции.

3)Что называется пределом слева и справа функции f (x) в точке x0 ?

4)Сформулируйте необходимое и достаточное условие непрерывности функции в точке.

5)Что называется точкой разрыва функции?

6)Сформулируйте свойства непрерывных функций.

7)Сформулируйте свойства функции, непрерывной на отрезке.

3.3.Практические задания

3.3.1. Найти область определения функций f (x):

а) f (x) = 3x 1

б)

f (x)=

 

1

 

 

 

x2 +1

 

 

в) f (x)=

2x

г)

f (x)=

 

1

 

 

+ lg (5x +10)

x2 3x + 2

 

1

 

 

 

 

x

 

При каких значениях переменной x эта функция непрерывна?

3.3.2. Найти левосторонний и правосторонний пределы функции:

x,

x 1

f (x)=

, x >1

(x 1)2

 

 

в точке x0 =1. Сделать вывод о непрерывности функции в этой заданной точке.

3.3.3. Исследовать на непрерывность функцию

sin x,

x < π

 

 

 

2

f (x)=

 

 

 

1,

x

π

 

2

 

 

 

3.3.4. По графику функции y = f (x)

определить интервалы непрерывности и

найти точки разрыва, дать их классификацию:

16

y

y

 

f (x2 )

 

 

f (x2 )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x1

0

x

x1

0

x2

x3

x

x

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

РИС. 3.3.1

 

 

 

 

 

 

 

РИС. 3.3.2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.3.5. Найти область определения функции

f (x), область непрерывности и ис-

следовать характер точек разрыва:

 

 

 

 

 

 

 

а) f (x)=

 

x2

б)

f (x)=

x2 9

 

в)

f (x)=

x + 3

 

 

 

 

 

 

 

 

x2 x 2

 

x 3

x 3

г) f

(

x

)

=

x2 +8x +12

 

д)

f (x)=

 

x 2

 

 

 

 

 

x2 3x + 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x + 2

 

 

 

 

 

3.3.6. Найти точки разрыва функции

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1,

x (−∞, 0)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

f (x)=

 

 

x [0, )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x + 2,

 

 

 

иисследовать их характер. Построить график функции.

3.3.7.Исследовать на непрерывность функции:

 

 

2

1, x (−∞, 2)

 

 

 

x

x

 

 

f (x)=

 

а) f (x)=

2x 3, x [2, )

б)

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Построить графики этих функций.

 

 

 

 

 

3.3.8. Дана функция

 

 

 

 

 

x2

 

4

при

x 2

 

 

 

 

 

2

f (x)= x

 

 

 

A

 

при

x = 2

 

 

Как следует выбрать значение функции A = f (2), чтобы дополненная таким образом функция f (x) была непрерывна при x = 2 ?

3.3.9. Найти область определения и область непрерывности функции:

а) f (x)= lg (1 x)+ 2 + x

б) f (x)=

sin x

x2 2x +1

 

 

17