Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
10-pr_vvedenie_v_matematicheskij_analiz.pdf
Скачиваний:
115
Добавлен:
29.02.2016
Размер:
518.7 Кб
Скачать

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

2n 1 1 n

9) lim

 

 

 

 

 

 

;

 

11)

lim

 

 

 

;

 

 

n

2

4

 

 

 

 

n n 2

 

 

 

 

 

 

n

2n 3

10)

lim

2n3 3n 1

 

 

 

lim

5n 3 2n

 

 

 

 

 

 

;

 

12)

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 8n

3 4n 7

 

n 1

5

n 1

 

n

 

 

 

n

3

 

 

 

 

2.3.2 Доказать, что lim

2n 1

2.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

n 3

 

 

 

 

 

 

 

 

2.4

Домашнее задание

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.4.1 Вычислить пределы: 1) limn 2n2 3n5 ;

2)

lim

 

 

n3 n

 

 

;

3n

4

 

3n

2

1

 

n

 

 

 

3) lim 3n 5 4n 3 ; n 3n 1

2.4.2 Доказать, что lim 1 3n2

n 2 6n2

4)

lim

n

2 1 n

;

4 n3

n 1 n

 

n

 

5)

lim

 

n4

 

5n

 

;

 

2

3n 1

 

n n

 

 

n 1 ! n 3 !

6)limn 2n2 n 3 ! n 2 ! .

12 .

3 Предел функции в бесконечности и точке. Вычисление пределов

3.1 Теоретическая часть

Предел функции в бесконечности тесно связан с пределом числовой последовательности.

Число A называется пределом функции y f (x) при x , если

для любого сколь угодно малого положительного числа 0 найдется такое положительное число s 0 , зависящее от , что для всех x , таких,

что x , верно неравенство f (x) A .

С помощью логических символов имеем

A lim f (x) 0 s s( ) 0 x : x s f (x) A .

x

11

Выясним геометрический смысл определения (рисунок 2).

Рисунок 2

Для любого 0 найдется такое число s 0 , что для x s соответствующие ординаты графика функции y f (x) будут заключены в полосе A y A , какой бы узкой она ни была.

Пусть функция y f (x) задана в некоторой окрестности точки x0 , кроме, может быть, самой точки.

Число A называется пределом функции y f (x) при x x0 , если для любого сколь угодно малого 0 найдется такое положительное0 , зависящее от , что для всех x x0 и удовлетворяющих условию

x x0

 

 

выполняется условие

 

f (x) A

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Запишем это определение с помощью кванторов:

f (x) A .

A lim f (x) 0 ( ) 0 x x0 : x x0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x x0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рассмотрим геометрический смысл определения (рисунок 3).

Рисунок 3

Для 0 найдется такая -окрестность точки x0 , что для всех x x0 из этой окрестности соответствующие ординаты графика y f (x) будут заключены в полосе A y A , какой бы узкой она ни была.

12

Если существуют пределы вида

lim f (x) f (x0 0)

или

 

x x0 0

 

lim f (x) f (x0

0) , то они называются односторонними пределами в точ-

x x0 0

 

ке x0 (предел слева и предел справа).

Для вычисления пределов функции применяют основные теоремы о пределах:

1)

lim C C

, где C

– постоянная;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x x

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2)

lim C f (x) C lim f (x);

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x x

 

 

 

 

 

 

 

x x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3)

lim f (x) (x) lim f x lim (x)

;

 

 

 

 

 

 

x x

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x x

 

 

 

 

 

 

 

 

x x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4)

lim

f (x) (x) lim f x

lim (x)

;

 

 

 

 

 

 

 

x x

0

 

 

 

 

 

 

 

 

x x

0

 

 

 

 

 

 

 

 

x x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

f x

 

 

lim f (x)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

lim x 0 ;

 

 

 

 

5)

lim

 

 

x x0

 

 

 

 

 

, если

 

 

 

 

 

 

lim (x)

 

 

 

 

 

 

 

 

x x0

(x)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x x0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x x0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

( x)

 

lim

 

f (x)

lim x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

lim

 

 

 

 

x x0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6)

f (x)

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x x

0

 

 

 

 

 

 

x

x

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.2 Образцы решения примеров

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пример 1 – Доказать, что

lim(2x 3) 5.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Решение

 

 

 

 

 

 

2x 3 5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пусть 0,1, тогда

 

 

0,1;

 

2x 2

 

0,1; ;

 

x 1

 

0,05 .

 

 

 

 

 

 

 

 

Пусть 0,01 , тогда

 

x 1

 

 

0,005 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Для любого

0

 

x 1

 

 

 

,

т. е. .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Итак, для 0

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

такое, что если выполняется неравенство

x 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

f x 5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

, то верно и неравенство

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пример 2 – Найти lim

 

x2 5x 6

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

2

 

 

 

2x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

13

Решение

Имеем неопределенность вида 00 . Разложим числитель и знаменатель на множители:

lim

(x 2)(x 3)

lim

x 3

 

2 3

 

1 .

x(x 2)

x

2

x 2

x 2

 

 

2

Пример 3 – Найти lim

x 2 6 x

.

 

x

2

4

 

 

 

x 2

 

 

 

 

 

Решение

 

 

 

 

0

 

 

Для раскрытия неопределенности

 

 

умножим числитель и знаме-

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

натель на выражение, сопряженное числителю:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

lim

 

x 2

 

 

6 x

x 2

 

 

6 x lim

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 x 2

 

 

 

 

 

 

(x 2)(x 2)(

x 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

2

6 x )

x 2

6 x)

 

 

 

 

x 2 (x 2)(x 2)(

 

 

 

 

 

 

 

 

 

lim

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

1 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(x 2) x

2

 

 

6 x

 

4 2

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x 2

 

 

 

 

 

 

 

8

 

 

 

 

 

 

 

Пример 4 – Найти

lim

 

 

x2 x 1

x

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2x

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Решение

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пусть

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

2

 

 

1

 

 

1

 

 

x

 

 

 

 

 

 

1

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x2 x 1

x

 

 

 

 

 

 

 

 

x

x2

 

 

 

 

1 x

x2

 

 

 

A lim

 

 

lim

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

lim

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

2x 1

 

 

 

 

 

 

 

 

2x 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2x

1

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

т. к.

x2

 

x

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Если x , то

 

x

 

x .

Полагая, что x 0 , тогда

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x 1

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

x2

 

 

1 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A lim

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

2 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Соседние файлы в предмете Высшая математика