- •ВВЕДЕНИЕ
- •§ 1. Матрицы и простейшие операции над ними
- •Операции над матрицами
- •§ 2. Определители, их основные свойства и методы вычисления
- •2.1 Определители второго порядка
- •Свойства определителей второго порядка
- •2.2 Определители третьего порядка
- •2.3 Понятие об определителях высших порядков
- •§ 3. Обратная матрица и ее вычисление
- •4.2 Метод Крамера
- •4.3 Метод Гаусса
- •§ 5. Векторы, линейные операции над векторами
- •Линейные операции над векторами
- •§ 6. Проекция вектора на ось. Теоремы о проекциях
- •§ 7. Линейная зависимость векторов. Базис
- •7.1 Базис на плоскости и в пространстве
- •7.2 Прямоугольный Декартов базис. Декартова система координат
- •7.3 Направляющие косинусы вектора
- •7.4 Радиус-вектор
- •7.5 Условие коллинеарности двух векторов
- •7.6 Простейшие задачи
- •§ 8. Скалярное произведение векторов
- •8.2 Косинус угла между векторами
- •§ 9. Векторное произведение векторов
- •§ 10. Смешанное произведение трех векторов
- •§ 2. Прямая на плоскости
- •2.1 Общее уравнение прямой и его исследование
- •2.4 Уравнение прямой, проходящей через две данные точки
- •2.6 Уравнение прямой в отрезках
- •2.7 Нормальное уравнение прямой
- •2.8 Расстояние от точки до прямой
- •§ 3. Плоскость
- •3.1 Общее уравнение плоскости
- •3.2 Неполные уравнения плоскости
- •3.3 Уравнения плоскости в отрезках
- •3.4 Нормальное уравнение плоскости
- •3.6 Расстояние от точки до плоскости
- •§ 4. Прямая в пространстве
- •4.1 Уравнение линии в пространстве
- •4.2 Векторное уравнение прямой. Параметрические уравнения прямой
- •4.3 Канонические уравнения прямой
- •4.4 Уравнения прямой, проходящей через две точки
- •4.6 Прямая и плоскость в пространстве
- •§ 5. Плоские кривые второго порядка
- •5.1 Окружность
- •5.2 Эллипс
- •5.3 Гипербола
- •5.4 Парабола
- •§ 6. Преобразование системы координат на плоскости
- •6.1 Параллельный перенос осей координат
- •6.2 Поворот осей координат на угол α
- •§ 7. Полярная система координат на плоскости
- •8.1 Сфера
- •8.2 Цилиндрические поверхности
- •8.3 Конические поверхности
- •8.4 Поверхность вращения
- •8.5 Эллипсоид
- •8.6 Гиперболоид
- •8.7 Параболоид
- •Глава III МАТЕМАТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ
- •§ 1. Логическая символика, множества и операции над ними
- •§ 2. Функции и их классификация
- •Элементарные функции
- •§ 3. Абсолютные величины и соотношения, связанные с ними
- •Свойства модуля действительного числа
- •§ 4. Последовательность. Характер изменения переменных величин
- •§ 5. Понятие о пределе переменной
- •§ 6. Окрестность точки
- •§ 7. Предел функции в точке
- •§ 8. Односторонние пределы функции в точке
- •§ 9. Свойства функций, имеющих предел
- •§ 10. Бесконечно малые и бесконечно большие функции
- •§ 11. Основные теоремы о пределах
- •§ 12. Предел дробно-рациональной функции
- •§ 13. Первый замечательный предел
- •§ 14. Второй замечательный предел
- •§ 15. Сравнение бесконечно малых функций
- •§ 16. Непрерывность функции
- •§ 17. Операции над непрерывными функциями
- •§ 18. Свойства функций, непрерывных на отрезке
- •§ 19. Производная функции одной переменной
- •19.2 Основные свойства производной
- •19.3 Производная сложной функции
- •19.4 Производная обратной функции
- •19.5 Производная функции, заданной параметрическими уравнениями
- •19.6 Геометрический смысл производной
- •19.7 Уравнения касательной и нормали к линии
- •19.8 Дифференцирование элементарных функций
- •19.9 Производная степенно-показательной функции
- •19.10 Дифференцирование неявной функции
- •19.11 Производные высших порядков
- •19.12 Правила Лопиталя
- •19.13 Основные теоремы для дифференцируемых функций
- •19.14 Необходимые и достаточные условия монотонности функции. Экстремумы функции
- •19.15 Наибольшее и наименьшее значения функции на отрезке
- •19.16 Выпуклость и вогнутость функции
- •19.17 Формула Тейлора
- •§ 20. Дифференциал функции одной переменной
- •20.1 Дифференциал и его геометрический смысл
- •20.2 Свойства дифференциала функции
- •20.3 Дифференциал сложной функции. Свойство инвариантности
- •20.4 Приближенное вычисление с помощью дифференциала
- •20.5 Дифференциалы высших порядков
- •§ 21. Функции многих переменных
- •21.1 Понятие функции нескольких переменных
- •21.2 Непрерывность функции двух переменных
- •21.3 Дифференцирование функции двух переменных
- •21.5 Полный дифференциал функции двух переменных
- •21.6 Приближенное вычисление с помощью полного дифференциала
- •21.7 Производные высших порядков функции двух переменных
- •21.9 Неявная функция. Дифференцирование неявной функции
- •21.10 Градиент функции многих переменных и его свойства
- •21.11 Экстремум функции нескольких переменных
- •ПРИЛОЖЕНИЕ
- •Список рекомендуемой литературы
103
19.9 Производная степенно-показательной функции
Определение. Функция вида
y = [f (x)]g ( x) , f (x) > 0 ,
где и основание, и показатель изменяются вместе с независимой переменной,
называется степенно-показательной.
Найдем ее производную y′.
1) Прологарифмируем данную функцию:
ln y = ln[f (x)]g ( x) = g(x) ln f (x) .
2) Продифференцируем полученное тождество. С одной стороны:
(ln y)′ = 1y y′.
С другой стороны:
|
|
|
|
|
′ |
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
(g(x) ln f (x)) = g′(x) ln f (x) |
+ g(x) |
|
|
f ′(x) . |
||||||||||||
|
f (x) |
|||||||||||||||
Следовательно: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
1 |
|
′ |
′ |
|
|
|
1 |
|
|
|
′ |
|
|
||
|
y y |
|
|
|
|
f (x) |
f |
|
||||||||
|
|
= g (x) ln f (x) + g(x) |
|
|
|
(x) |
||||||||||
|
|
′ |
|
′ |
|
|
|
g(x) |
|
′ |
|
= |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
y (x) = y g (x) ln f (x) + |
f (x) |
|
f (x) |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
g ( x) |
|
|
|
|
g(x) |
|
|
|
|
|||
= [f (x)] |
|
g′(x) ln f (x) + |
|
|
|
|
f ′(x) . |
|
||||||||
|
f (x) |
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Операция, состоящая в последовательном применении к функции f (x)
сначала логарифмирования (по основанию e ), а затем дифференцирования,
называется логарифмическим дифференцированием, а ее результат
|
′ |
′ |
|
f (x) |
|
[ln |
f (x)] = |
|
f (x) |
– логарифмической производной от функции f (x) .
Пример 3. y = (sin x)x . Найти y′.
Решение.
1)ln y(x) = ln(sin x)x = x ln sin x .
2)С одной стороны: (ln y(x))′ = 1y y′;
С другой стороны: |
(ln y(x))′ = (x ln sin x)′ = x′ ln sin x + x (ln sin x)′ = |
|||
= ln sin x + x |
1 |
|
cos x = ln sin x + x ctg x . |
|
sin x |
||||
|
y′ = (sin x)x [ln sin x + x ctg x]. |
|||
Следовательно, |
|
104
19.10 Дифференцирование неявной функции
Определение. Неявной функцией y независимой переменной x на-
зывается функция, значения которой находятся из уравнения, связывающего x и y и не разрешенного относительно y .
Уравнение функции, заданной неявно, имеет вид |
|
F(x; y) = 0 . |
(3) |
Пусть функция задана неявно уравнением (3). Тогда производную от этой функции можно найти, дифференцируя по x обе части уравнения с учетом того, что y есть функция от x (определяемая этим уравнением).
Пример 4. Дана функция x cos y + x |
2 |
arcsin y +1 = 0 |
′ |
|
. Найти y (x) . |
Решение. x :
отсюда
Функция задана неявно. Дифференцируем обе части уравнения по
x′ cos y + x (cos y)′x + (x2 )′ arcsin y + x2 (arcsin y)′x = 0 ,
|
|
|
′ |
|
|
|
2 |
|
|
1 |
|
′ |
|
||
1 cos y + x (−sin y) y |
+ |
2x arcsin y + x |
|
|
|
1− y2 y |
= 0 , |
||||||||
|
|
|
|
||||||||||||
y′ = − cos y + 2x arcsin y |
= cos y + 2 y arcsin y . |
|
|
||||||||||||
|
x2 |
|
|
|
|
|
x2 |
|
|
|
|
|
|||
|
|
− x sin y |
x sin y − |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
− y2 |
|
|
|||||||||
|
1− y2 |
|
|
1 |
|
|
19.11 Производные высших порядков
Допустим, что функция y = f (x) имеет производную f ′(x) в некотором интервале независимой переменной x . Производная от f ′(x) (если она
существует) называется производной второго порядка или второй производ-
ной от первоначальной функции f (x) и обозначается f ′′(x) :
|
|
′ |
|
f |
′ |
x) − f |
′ |
|
′′ |
′ |
lim |
(x + |
(x) |
. |
|||
|
|
|
|
|
||||
f (x) = [f |
(x)] = |
|
|
x |
|
|||
|
|
|
x→0 |
|
|
|
|
Таким же образом производной третьего порядка или третьей производной
′′′ |
|
|
|
f (x) от функции y = f (x) называется производная от производной второго |
|||
порядка. |
|
|
|
Определение. Производной n -го порядка |
f (n) (x) называется произ- |
||
водная от производной (n −1) -го порядка |
|
|
|
f (n) (x) = [f (n−1) (x)]′ = lim |
f (n−1) (x + |
x) − f (n−1) (x) |
. |
|
|
||
x→0 |
x |
Все свойства, которые имеют место для первой производной функции, сохраняются и для второй производной и для производной n -го порядка.
105
Пример 5.
y = xn , y′ = n xn−1 , y′′ = n (n −1) xn−2 , …, y(k ) = n (n −1) ... (n − k +1) xn−k .
19.12 Правила Лопиталя
Рассмотрим способ раскрытия основных неопределенностей вида 00 и
∞∞ , основанный на применении производных.
Теорема 1 (Правило раскрытия неопределенностей вида 00 ).
Пусть функции f (x) и g(x) непрерывны и дифференцируемы в окрестности
точки x0 и |
обращаются в |
нуль в |
этой |
точке: |
f (x0 ) = g(x0 ) = 0 . Пусть |
|||||||
′ |
|
|
|
|
|
|
|
|
f |
′ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(x) |
|
|||
g (x) ≠ 0 в окрестности точки |
x0 . Если существует |
предел lim |
|
|
, то |
|||||||
g |
′(x) |
|||||||||||
|
|
|
f (x) |
|
|
f ′(x) |
|
x→x0 |
|
|||
|
lim |
= lim |
. |
|
|
|
|
|||||
|
g(x) |
|
|
|
|
|
||||||
|
x→x0 |
x→x0 |
g′(x) |
|
|
|
|
|||||
Замечание 1. Теорема 1 верна и в том случае, когда функции |
f (x) и g(x) |
|||||||||||
не определены при x = x0 , но |
lim f (x) = 0 и lim g(x) = 0 . Достаточно поло- |
|||||||||||
|
|
x→x0 |
|
x→x0 |
|
|
|
|
||||
жить f (x0 ) = lim f (x) = 0 и g(x0 ) = lim g(x) = 0 . |
|
|
|
|
||||||||
|
x→x0 |
|
x→x0 |
|
|
|
|
|
|
|||
Замечание 2. |
Теорема 1 справедлива и в том случае, когда x → ∞. |
|
Замечание 3. Если производные f ′(x) и g′(x) удовлетворяют тем же условиям что и функции f (x) и g(x) , теорему 1 можно применить еще раз:
|
|
|
|
|
|
|
lim |
|
f (x) |
|
= lim |
f ′(x) |
= lim |
|
|
f ′′(x) |
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
g(x) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
Пример 6. |
|
|
x→x0 |
|
x→x0 |
g′(x) |
x→x0 |
g′′(x) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
lim ln(1 + x) = |
|
0 |
|
= lim (ln(1 + x))′ = lim |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
1 + x |
=1. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
x→0 |
x |
|
0 |
|
|
|
|
x→0 |
|
|
x′ |
x→0 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
Пример 7. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
lim |
x − x cos x |
|
= |
|
0 |
|
|
= lim |
(x − x cos x)′ = lim 1 − cos x + x sin x = |
|
0 |
|
= |
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||
|
0 |
|
|
|
0 |
|||||||||||||||||||||||||||
x→0 x − sin x |
|
|
|
|
|
|
x→0 |
(x − sin x)′ |
x→0 |
1 − cos x |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
(1 − cos x + x sin x) |
′ |
= lim 2 sin x + x cos x |
|
|
|
|
x |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
= lim |
|
= lim |
2 |
+ |
|
= |
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||
x→0 |
(1 − cos x)′ |
|
|
|
|
|
x→0 |
sin x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
x→0 |
|
|
tg x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
106 |
|
= 2 + lim |
x |
= 2 + lim |
|
|
|
x′ |
|
|
|
= 2 + lim cos2 x = 2 +1 = 3 . |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||
tg x |
|
(tg x)′ |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
x→0 |
|
|
|
x→0 |
|
|
|
x→0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
Теорема 2 (Правило раскрытия неопределенностей вида ∞ ). |
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
∞ |
|
|
|
|
|
Пусть функции f (x) |
|
и g(x) непрерывны и дифференцируемы в окрестности |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
точки x0 |
|
|
(кроме, |
|
может |
быть, |
точки |
x0 ), |
|
в |
этой |
окрестности |
|||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
′ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
′ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
f (x) |
, то |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
lim f (x) = lim g(x) = ∞, g (x) ≠ 0 . Если существует предел lim |
g′(x) |
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
x→x0 |
x→x0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
f (x) |
|
|
|
f ′(x) |
|
|
|
|
|
|
x→x0 |
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
lim |
|
= lim |
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
g(x) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x→x0 |
|
x→x0 |
g′(x) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
Замечание 4. |
Теорема 2 справедлива и в том случае, когда x → ∞. |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Пример 8. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
lim |
|
tg x |
= |
|
∞ |
|
= lim |
|
|
(tg x)′ |
= lim |
1 cos2 3x |
|
= |
1 |
lim |
|
1 + cos 6x = |
|
|
0 |
|
= |
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
∞ |
(tg 3x)′ |
cos2 x 3 |
3 |
|
|
0 |
||||||||||||||||||||||||||||||||
x→π tg 3x |
|
|
|
x→π |
x→π |
|
x→π |
|
1 + cos 2x |
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||
2 |
|
|
|
|
|
(1 + cos 6x)′ |
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
= |
1 |
lim |
|
= |
|
|
1 |
lim |
− 6 sin 6x = |
lim sin 6x = |
|
0 |
|
= |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
π |
|
|
|
|
|
′ |
|
|
|
|
|
|
π |
|
|
|
|
|
π |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
3 |
|
x→ 2 |
(1 + cos 2x) |
|
|
|
3 x→ 2 |
− 2 sin 2x |
|
x→ 2 |
sin 2x |
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||
= lim |
|
(sin 6x)′ |
= lim |
6 cos 6x |
= 3. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
2 cos 2x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
|
x→π |
|
(sin 2x)′ |
|
x→π |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Неопределенности вида 0 ∞, ∞ − ∞, 1∞ , ∞0 , 00 сводятся к двум основным неопределенностям путем тождественных преобразований.
● Пусть f (x) → 0 , g(x) → ∞ при x → x0 . Тогда очевидны следующие преобразования:
lim (f (x) g(x))= |
|
|
0 ∞ |
|
= lim |
|
f (x) |
= |
0 |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
1 |
|
0 |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
x→x0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
x→x0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
g(x) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
или |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
lim (f (x) g(x))= |
|
|
0 ∞ |
|
|
= lim |
|
g(x) |
|
= |
|
∞ |
|
. |
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
x→x0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
x→x0 |
|
|
|
|
|
∞ |
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
f (x) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Пример 9. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
lim(x2 ln x)= |
|
0 ∞ |
|
= lim |
ln x |
|
= |
|
∞ |
|
|
= lim |
|
(ln x)′ |
= lim |
1 x |
= |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||
|
|
1 x2 |
|
|
(1 x2 )′ |
− 2 x3 |
||||||||||||||||||||||
x→0 |
|
|
|
|
|
|
x→0 |
|
|
|
∞ |
|
|
|
|
x→0 |
|
x→0 |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
107
=− 1 lim x2 = 0 . 2 x→0
●Пусть f (x) → ∞, g(x) → ∞ при x → x0 . Тогда очевидны следую-
щие преобразования:
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
− |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
g(x) |
f |
(x) |
|
|
|
||||||||||||||||
lim (f (x) − g(x))= |
|
∞ − ∞ |
|
|
= lim |
|
|
|
|
− |
|
|
|
|
= lim |
|
|
|
= |
|
. |
|||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||
x→x0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x→x0 |
1 |
|
|
|
|
|
|
1 |
x→x0 |
1 |
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
0 |
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
f (x) g(x) |
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
f (x) g(x) |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||
Пример 10. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
1 |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ex −1 |
− x |
|
|
|
0 |
|
|
|
(ex −1 − x)′ |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||
lim |
|
|
− |
|
|
|
= |
∞ − ∞ |
|
|
= lim |
x(ex −1) |
= |
|
|
|
= lim |
(x(ex |
|
|
|
|
|
|
= |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
ex |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||
x→0 x |
|
−1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x→0 |
|
|
|
0 |
|
|
x→0 |
−1))′ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||
= lim |
|
|
ex |
−1 |
|
= |
|
0 |
|
= lim |
|
(ex |
−1)′ |
|
|
|
= lim |
|
ex |
|
|
|
= lim |
|
1 |
|
= 1 . |
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
+ x |
|||||||||||||||||||||||||||
x→0 ex −1 + xex |
|
|
|
|
|
|
|
|
x→0 (ex −1 + xex )′ |
|
x→0 ex (2 + x) |
|
|
x→0 |
2 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||
● Пусть |
f (x) →1 |
|
и |
|
|
g(x) → ∞, |
или |
f (x) → ∞ и |
|
g(x) → 0 , |
или |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
f (x) → 0 |
|
|
и |
g(x) → 0 |
при |
|
|
x → x0 . |
|
Для |
нахождения |
пределов |
вида |
lim f (x)g ( x) удобно сначала прологарифмировать выражение A = f (x)g ( x) .
x→x0
Пример 11. Найти lim(sin x)x .
x→0
Решение. Имеем неопределенность вида 00 . Логарифмируем выражение A = (sin x)x , получим:
|
|
ln A = ln(sin x)x = x ln sin x . |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
Найдем предел: |
|
|
|
|
|
|
|
|
ln sin x |
|
|
∞ |
|
|
|
|
(ln sin x)′ |
|
|
lim ln A = lim(x ln sin x) = |
|
0 ∞ |
|
= lim |
= |
|
|
= lim |
= |
||||||||||
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
||||||||||||||||||
|
|
1 x |
|
∞ |
(1 x)′ |
||||||||||||||
x→0 |
x→0 |
|
|
|
|
|
|
x→0 |
|
|
|
|
|
|
x→0 |
|
|||
|
x2 cos x |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
cos sin x |
|
|
|
|
|
|
|
x |
|
|
|
|
|
|
||||
= lim |
|
= −lim |
|
|
|
= −lim x cos x |
|
|
|
|
|
= 0 . |
|
||||||
−1 x2 |
sin x |
|
|
|
|
|
|||||||||||||
x→0 |
x→0 |
|
|
x→0 |
|
|
sin x |
|
|
|
Получили lim ln A = 0 , следовательно, ln lim A = 0 , отсюда lim A = e0 =1. |
||
x→0 |
x→0 |
x→0 |
●Решение можно оформить короче, если воспользоваться формулой
lim f (x)g ( x) |
lim |
g ( x)ln f ( x) |
|
= ex→x0 |
. |
||
x→x0 |
|
|
|
1 |
tg x |
|
|
Пример 12. Найти lim |
. |
|
|
x→0 x |
|
|
|