
1.Предел и неприрывность функций.
1)Понятие функции.способы задания функции,обратная функция,сложная функция,график функции,операции над функциями:1.Пусть Х и Y-некоторые числовые множества.Функией называется множество упорядоченных пар чисел (x;y),таких,что xэX,yэУ,и каждое Х входит в одну и только одну пару этого множества,а каждое У входит по крайней мере в одну пару.При этом говорят,что числу Х поставлено в соответствие число У,и пишут У=f(x).Число У называется значением функции f в точке X.переменную У называют зависимой переменной(или аргументом).множество Х-областью определения(или существования)функции,а множество Y-множеством значений функции.2.спосбы задания ф-ий:Задать функцию f-значит указать ,как по каждому значению аргумента Х находить соответствующее ему значение функции f(x).существуют 3 основных способа задания функции:Аналитический,табличный,графический. Аналитический способ:этот способ состоит в том что зависимость между переменными величинами определяется с помощью формулы,указывающей,какие действия нужно выполнить, чтобы получить значение ф-ии,соответствующее данному значению.Табличный способ:приведем следующую таблицу:
х |
0 |
0.1 |
0.2 |
3 |
0.6 |
4 |
0.8 |
1.5 |
2 |
У |
-1 |
10 |
1 |
-2 |
-8 |
0.5 |
-2 |
5 |
7 |
Поставим
в соответствие каждому Х,записанному
в первой строке таблице,число У,стоящее
во второй строке этим числом Х,и будем
говорить,что полученная функция задана
таблицей.Областью определения данной
ф-ии яв-ся множество,состоящее из девяти
чисел Х,перечисленных в первой строке
таблицы,а множеством ее
значений-множество,состоящее из девяти
чисел У,перечисленных во 2й строке.С
помощью таблицы можно задать функцию
только при конечном числе значений
аргумента.Таблицы часто используют для
задания ф-ии.Так хорошо известны,например,таблицы
тригонометрических ф-й,таблицы логарифмов
и многие другие.Примерром табличного
способа задания ф-ии может служить
расписание движения поезда,которое
определяется местоположение поезда в
отдельные моменты времени.Графический
способ: Графический
способ задания функции обычно используют
в практике физических измерений,когда
соответствие между переменными ХиУ
задается посредством графика.3.
Обра́тная
фу́нкция-функция,
обращающая зависимость, выражаемую
данной функцией.
Функция
является
обратной к функции
,
если выполнены следующие тождества:
для
всех;
для
всех
4)Сложная
функция-функция
от функции.Если z-функция
от у,т.е.z(y),а у,
в свою очередь-функция от х,
т.е. у(х),то,функция f(x)= z(y(x))называется сложной-функцией (или композицией,
или суперпозицией
функций)
от х.В
такой функции х-независимая,а у – промежуточная
переменная.При
этом сложная функция определена для
тех значений независимой переменной,
для которых значения промежуточной
функции у входят
в область определения функции z(y).Производная
дифференцируемой сложной функции равна
произведению производной данной функции
по промежуточному аргументу на производную
промежуточной функции по независимому
аргументу:
Эта
формула легко распространяется на
случай, когда у сложной функции имеется
два, три и более промежуточных аргументов
(«цепное правило»): если z = f1(y1),y1 = f2(y2),
…, yn-1 = fn(x),
то
5)График функции-множество
точек,у которых абсциссы являются
допустимыми значениями аргумента
,
а ординаты-соответствующими
значениями функции
.Обычно
рассматриваются графики вещественных скалярных
функций одного вещественного
переменного
,
которые являются множеством точек
плоскости
.В
общем случае, график функции
(оператора)
есть
множество
2)Основные
элементарные функции:
Элементарные
функции-функции,которые
можно получить с помощью конечного
числа арифметических действий
и композиций из
следующих основных элементарных функций
алгебраические:степенная,рациональная.трансцендентные:показательная и логарифмическая;тригонометрические и обратные
тригонометрические.Каждую
элементарную функцию можно задать
формулой,то есть набором конечного
числа символов, соответствующих
используемым операциям. Все элементарные
функции непрерывны на
своей области определения.Иногда к
основным элементарным функциям относят
также гиперболические
и обратные гиперболические функции,хотя
они могут быть выражены через перечисленные
выше основные элементарные
функции.Алгебраическая
функция-элементарная
функция, которая в окрестности каждой
точки области определения может быть
неявно задана с помощью алгебраического
уравнения.Формальное
определение:Функция
называется
алгебраической в точке
,
если существует окрестность точки
,
в которой верно
тождество
где
есть многочлен от
переменной.Функция
называется алгебраической, если она
является алгебраической
в каждой точке области определения.
Степенна́я
фу́нкция-функция
,
где
(показатель
степени)-некоторое вещественное
число.К
степенным часто относят и функцию
вида
,где k-некоторый
масштабный множитель.Существует
также комплексное обобщение
степенной функции.На практике показатель
степени почти всегда
является целым или рациональным
числом.
Рациональная функция-это
дробь, числителем и знаменателем которой
являются многочлены.
Она имеет вид
где,
-многочлены от
любого числа переменных.Частным случаем
являются рациональные функции одного
переменного:
,
где P(x) и Q(x)-многочлены.Другим частным
случаем является отношение двух линейных
функций-дробно-линейная
функция.Показательная
функция-математическая
функция
,где
называется
«основанием»,а
-«показателем»
степени.В вещественном случае основание
степени
-некоторое
неотрицательное вещественное(действительное)число,а
аргументом функции является вещественный
показатель степени.В теории комплексных
функций рассматривается более
общий случай, когда аргументом и
показателем степени может быть
произвольное комплексное
число.В самом общем виде-
,
введена Лейбницем в
1695 г.Тригонометри́ческие
фу́нкции-элементарные
функции,которые исторически возникли
при рассмотрении прямоугольных
треугольников и выражали зависимости
сторон этих треугольников от острых
углов при гипотенузе (или,что
эквивалентно,зависимость хорд и
высот отцентрального
угла в круге).Эти
функции нашли широчайшее применение в
самых разных областях науки.Впоследствии
определение тригонометрических функций
было расширено,их аргументом теперь
может быть произвольное вещественное или
даже комплексное
число.Наука, изучающая свойства
тригонометрических
функций,называется тригонометрией.К
тригонометрическим функциям
относятся:прямые
тригонометрические
функциисинус(sin x)косинус(cos x)производные
тригонометрические
функциитангенс(tg x)котангенс(ctg x)другие
тригонометрические
функциисеканс(sec x)косеканс(cosec x)
3)Понятие числовой последовательности как функции,заданной на множестве натуральных чисел:Последовательностью-называется функция,заданная на множестве натуральных чисел.Если область значений последовательности-числовое множество,то последовательность называют числовой,если область значений-множество функций,то последовательность называют функциональной.
4)понятие
предела и понятие непрерывности
ф-ии:Преде́л
фу́нкции(предельное
значение функции)в
заданной точке,предельной для
области определения функции-такая
величина,к которой стремится
рассматриваемая функция при
стремлении её аргумента к данной
точке.Определение:Функция
имеет
предел
в
точке
, предельной для
области определения функции
,
если для каждой окрестности
предела А существует проколотая
окрестность точки
,
образ которой при отображении
является
подмножеством заданной окрестности
точки
.Понятие
непрерывности ф-ии:Пусть f(x)определена
в некоторой окрестности точки
х0.ОПРЕДЕЛЕНИЕ1:Функция f(x)называется
непрерывной в точке х0,если предел
функции и ее значение в этой точке
равны,т.е. lim
(x->x0)f(x)=f(x0)
(1).Т.к. lim
(x->x0)х=х0,то
соотношение(1)можно записать в следующем
виде: lim
(x->x0)f(x)=f(lim
(x->x0)x).т.е.для
непрерывной ф-ии можно переставить знак
ф-ии и знак предела.Приведем равносильные
определения непрерывности ф-ии «на
языке последовательностей»:ф-ия
f(x)называется
непрерывной в т.х0,если для любой
последовательности значений аргумента
х:х1,х2,х3,…,хн,…,сходящиеся к
х0,последовательность соответствующих
значений ф-ии:f(x1),f(x2)…f(xn)…сходится
к f(x0)
5)Единственность предела:теорем:Если функция или последовательность имеет предел,то он единственнен. Доказывается так.Возьмем два числа А1иА2 и пусть они оба пределы последовательности x(n).Тогда для всех n начиная с некоторого N для произвольно взятого числа эпсилон выполняются неравенства модуль(x(n) - A1) <= эпсилон и модуль(x(n) - A2) <= эпсилон. Раскрывая эти неравенства, получаем A1 - эпсилон <= x(n) <= А1+ эпсилон и A2 - эпсилон <= x(n) <= А2+ эпсилон. Если А1 и А2 различны,то может быть, например А1 < А2. Тогда можно подобрать такое эпслон, что будет выполняться только одно из неравенств, а другое выполняться не будет. А должны выполняться оба неравенства сразу при любом эпсилон.
6)Предел Сложной ф-ии:теорема:Пусть дана сложная ф-ия у=f(g(x)),и lim(x->a)g(x)=b; lim(x->b)f(x)=c,тогда lim(x->a)f(g(x)=c,т.е. lim(x->a)f(g(x)= lim(x->a)f(x)=c;Доказательство:нужно показать.что lim(x->a)f(g(x)=c =>для любых(из тетрадки выписать);по условию дано,что lim(x->b)f(x)=c,т.е.для ….