Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
10-pr_vvedenie_v_matematicheskij_analiz.pdf
Скачиваний:
123
Добавлен:
29.02.2016
Размер:
518.7 Кб
Скачать

6

1.4 Домашнее задание

 

 

 

 

f

 

1

 

f 1 ,

f (10) , если

f (x) arccos(lg x) .

1.4.1 Найти

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

10

 

 

 

 

 

 

1.4.2 Найти область определения функций:

а)

y 3 x4

5

 

 

 

 

 

 

y

1

 

 

;

 

 

 

г)

x2 1 ;

 

 

1

 

 

 

 

 

 

б)

y

 

 

 

;

 

 

д)

y

25 x2

lg sin x .

x4 16

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

в)

y arcsin

x

;

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.4.3 Выяснить, какая функция четная и какая нечетная:

а)

f (x)

1 x2

 

1 x2

;

б)

f (x) 2x5 cos x .

2 Предел числовой последовательности

2.1 Теоретическая часть

Если по некоторому закону каждому натуральному числу n поставить в соответствие вполне определенное число an , то говорят, что задана числовая последовательность

an : a1 , a2 , …, an , … .

Числовая последовательность это функция натурального аргумента: an f n , n N .

Число A называется пределом последовательности an при n ,

стремящемся к бесконечности, если для любого ε > 0 найдется такое натуральное число N N , что для всех n N имеет место неравенство

an A .

Кратко, при помощи кванторов

lim an A 0 N N( ) : n N an A .

n

Последовательность, имеющая предел, называется сходящейся, в противном случае – расходящейся.

7

Геометрический смысл предела числовой последовательности состоит в следующем: для достаточно больших n члены последовательности как угодно мало отличаются от числа A (по абсолютной величине меньше, чем на число , каким бы малым оно не было) (рисунок 1).

Рисунок 1

 

Неравенство an A

равносильно неравенству A an A .

Следовательно, все члены последовательности будут заключены в - окрестности точки a , какой бы узкой она ни была.

Вне -окрестности может быть лишь конечное число членов последовательности.

Теорема 1 (о существовании предела). Если последовательность an

монотонно возрастает (убывает) и сверху (снизу) ограничена, то она имеет предел.

 

 

 

 

1

n

 

 

 

 

 

 

Теорема 2 (о числе е). Последовательность

en

1

 

 

имеет

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

предел. Этот предел обозначается буквой е:

 

 

1 n

e , где e 2,7182818284590... 2,7 .

lim 1

 

n

 

n

 

Вычисление пределов последовательностей основано на приведении

к«удобным» выражениям или при помощи теоремы 2.

2.2Образцы решения примеров

 

 

1 n

 

 

 

 

 

1.

Пример 1 – Доказать, что lim 1

n

 

n

 

 

 

Решение

an 1 1 n . n

Пусть, например, 0,1. Тогда

 

an 1

 

0,1 или

 

1 n

1

 

, т. е.

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

выполняется при n 10 . Аналогично для

0,01

 

an 1

 

при

 

 

n

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n 100 . Для

любого 0

неравенство

выполняется при

n

 

 

 

 

 

 

n

 

1 n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Итак,

N

 

, что n N

an 1

 

 

 

 

 

1.

 

 

 

, т. е. lim 1

n

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пример 2 – Вычислить предел lim 2n22 3n 2 .

n 5n n 7

Решение

Вынесем в числителе и знаменателе за скобки старшую степень n 2 :

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

2

 

2

 

3

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

lim

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n2

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

7

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

n

2

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

т. к. при n

3

0

,

 

 

2

 

 

0 ,

 

 

 

1

 

0

,

 

7

 

 

0 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n2

 

 

 

 

n

 

n2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пример 3 – Вычислить

 

 

 

lim

12n2

3n 2

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7n3 6n2 3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Решение

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вынесем за скобки старшую степень n3 :

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

3

 

12

 

 

 

3

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

12

 

 

 

 

3

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

n2

 

n3

 

 

 

 

 

 

 

 

n n2

n3

 

 

0

 

lim

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

lim

 

 

 

0.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7

n

 

n

3

7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

7

6

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

n3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

n3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пример 4 – Вычислить

 

 

 

 

 

lim

4n3 3n 1

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

2

 

2n

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Решение

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вынесем за скобки n3 :

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

3

4

 

 

3

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

2

 

 

n

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n2

 

n3

 

 

 

 

 

lim

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

lim

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

n

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n 1

 

2

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

n

n3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

2

 

 

 

 

n3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9

Из этих примеров можно сделать вывод

предел

рациональной дроби = при n

отношению старших коэффициентов, еслистепени числителя и знаменателя равны;0, если степень числителя степени знаменателя;

, если степень числителя степени знаменателя.

Пример 5 – Вычислить lim

n2 3n 1

n2 n .

n

 

 

Решение

Имеем неопределенность вида .

Умножим и разделим на выражение, сопряженное данному, и используем формулу

 

 

 

 

a b

a2

b

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a b .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n2 3n 1 n2

n

 

 

 

 

 

 

 

4n 1

 

 

 

 

lim

 

 

 

 

 

 

lim

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n2 3n 1 n2

n

 

n2 3n 1

n2 n

n

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n 4

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

lim

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

2.

 

 

 

 

 

 

 

3

 

1

 

 

 

1

1

1

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

1

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.3 Примеры для самостоятельной работы

2.3.1 Вычислить пределы:

1)

lim

 

2n2

3n 1

;

 

12n

2

7n

8

 

 

n

 

 

 

 

2)

lim

 

n2

2n n

2 3n

;

 

 

 

5

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

3)

lim

 

3n2

7n 11

;

 

 

 

2n

3

n 2

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

4) limn 4 nn4 45 ;

5)

lim

2n n! 3 n 1 !

;

 

 

 

(n 1)! 4n!

 

 

 

n

 

 

 

 

6)

limn

n 3 2 n n3

;

7)

lim

 

n! n 2 !

 

 

;

n 3 n! n 1 !

 

n

 

8)

lim

 

n2

;

 

 

 

 

10 n n

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

Соседние файлы в предмете Высшая математика