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Вступ до аналізу. Ч. 2

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! # « "» " " ( . . 10) ", lim f ( xn ) = A . & # #

n → ∞

0 , lim

f ( x) = A .

 

x x0

 

$% 6.

/

δ > 0 : 0 < | x x0 | < δ f (x) ≤ g (x) ( $

f (x) < g( x) ), lim

f ( x) = A ,

lim g( x) = B , A B .

x x0

 

x x0

)" " % #-

0 " # % ". $% 7 ( , ' -

). ( , ' A y = f ( x )

x x0 , * , ' f ( x ) = A + α ( x ) ,

α ( x ) x x0 .

. lim f ( x ) = A .

xx0

ε > 0 δ = δ (ε) > 0 : 0 < x x0 < δ f ( x ) A < ε . 2 , -

α ( x ) = f ( x ) A " x x0 . !

f ( x ) = A + α ( x ) , α ( x ) " x x0 .

, f ( x ) = A + α ( x ) , α ( x ) "

x x0 . ε > 0 δ (ε) > 0 : 0 < x x0 < δ α ( x ) < ε . $

f ( x ) A < ε , , lim f ( x ) = A . .

xx0

" .

!. + * ! lim f ( x ) = A ,

lim g ( x ) = B . ,

 

xx0

 

 

xx0

)

lim ( f ( x ) ± g ( x )) = A ± B ,

 

xx0

 

 

 

 

 

)

lim f ( x ) g ( x ) = AB ,

 

 

 

 

xx0

 

 

 

 

 

) ' B ≠ 0 , lim

f ( x)

=

A

.

 

 

 

 

xx0 g ( x)

 

B

. % :

f ( x ) = A + α ( x ), g ( x ) = B + β( x ), α ( x ), β ( x ) – "

x x0 . :

f( x ) ± g ( x ) = A ± B + (α ( x ) ± β ( x )),

: lim ( f ( x ) ± g ( x )) = A ± B .

xx0

) ": f ( x ) g ( x ) = ( A + α ( x ))(B + β ( x )) = AB + Bα ( x ) + Aβ ( x ) + α ( x )β ( x ).

77

" Bα ( x ) , Aβ ( x ), α ( x )β ( x ) – " x x0 ,

lim f ( x ) g ( x ) .

xx0

)" :

f ( x)

=

A + α ( x)

=

A

+

Bα ( x) Aβ( x)

 

 

 

 

.

g ( x)

B + β ( x)

B

B (B + β ( x))

, # % # " x x0 .

), "% α ( x ) , β ( x ) – " x x0 ,

ε > 0 δ1 = δ1 (ε) > 0 : 0 <

 

x x0

 

 

 

 

 

< δ1

 

 

 

α ( x )

 

 

 

< ε ,

 

 

 

 

 

 

 

ε > 0 δ2 = δ2 (ε) > 0 : 0 <

 

x x0

 

< δ2

 

β ( x )

 

< ε .

 

 

 

 

 

 

"

 

δ = min (δ1 , δ2 ) , $ ε < | B | 2 . -

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0 <

x x0

 

< δ

 

$ :

 

 

 

 

 

 

B (B + β ( x ))

 

=

 

B

 

 

 

B + β( x )

 

 

B

 

(

 

B

 

 

β( x )

 

) >

 

B

 

(

 

B

 

− ε) >

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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B

 

 

 

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B2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

B

 

 

 

B

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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2

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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Bα ( x ) Aβ( x)

 

<

 

Bα ( x)

 

+

 

Aβ( x)

 

<

 

B

 

ε +

 

A

 

ε

=

2 (

 

B

 

+

 

A

 

)

ε .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

B (B + β( x))

 

B2 2

 

 

 

 

B2 2

 

 

B2

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" 2 ( B + A ) ε $ # ", $ -

 

B2

 

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lim

f ( f )

= A .

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g ( x)

B

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, y = C – " , # lim y = C , $

xx0

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lim

(Cf ( x )) = C lim f ( x ) ,

xx0

xx0

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lim

3x2

− 5x + 6

 

 

 

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3

 

x→2

x

+ x + 1

 

 

 

 

 

78

- :

 

 

3x

2

− 5x + 6

 

 

 

lim (3x2 − 5x + 6)

 

 

3lim x2 − 5 lim x + lim 6

 

lim

 

=

 

x→2

 

 

 

 

 

=

 

x→2

 

x→2

x→2

=

 

 

 

 

 

 

 

 

(

 

 

 

)

 

 

 

 

 

 

x→2

x3 + x +1

 

 

 

lim

x

3

+ x

 

 

lim x3 + lim x + lim1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+1

 

 

x→2

 

x→2

x→2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x→2

 

 

 

 

 

 

 

 

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3 22

− 5 2 + 6

=

8

 

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23

+ 2 + 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

11

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

21. .

 

 

 

 

 

 

 

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x0 (a, b)

 

lim

 

f ( x) ,

lim

f ( x) ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

xx0 +0

 

 

xx0 −0

 

 

 

 

lim

f ( x) , lim

 

f ( x) .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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xa +0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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[a,b] .

x0 (a, b] . x [a, x0 ) :

f ( x) < f ( x0 ) . ,

% y = f ( x) "

 

[a, x0 ) $ , -

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sup

f ( x) = M , M f ( x0 ) .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

[a, x0 )

 

 

 

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) x [a, x0 ) : f ( x) ≤ M ,

$) ε > 0 xε [a, x0 ) : M − ε < f ( xε ) .

δ = x0 xε > 0 . / x ( xε , x0 ) , x ( x0 − δ, x0 ) , "% -

y = f (x) , f ( xε ) < f ( x) . ε > 0 δ > 0 :x ( x0 − δ, x0 ) f ( x) (M − ε, M ) . # # "

,

lim f ( x) = M . ! " # %

 

xx0 −0

 

lim f ( x) , lim

f ( x) = inf f ( x) .

xx0 + 0

xx0 + 0

( x0 ,b]

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x = x0 " #, " x0 ,

", $ , x0 , , #

ε > 0 δ > 0 x′, x′′ : 0 <| x′ − x0 | < δ, 0 < | x′′ − x0 | < δ | f ( x′) − f ( x′′) | < ε .

$ % $" % % # x0

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$" %.

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x0 , , x0 , * !

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79

lim xn = x0 , { f ( xn )} . ,

n → ∞

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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}, {x′′} , " %

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

n

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n → ∞

n

n → ∞

n

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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′′

′′

 

 

 

 

 

 

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x1, x2

, x2 ,..., xn

, xn ,... .

 

 

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k → ∞

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n → ∞

n

n → ∞

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f ( x′′ ) = A .

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f ( x) , * , ' y = f ( x) -

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x′, x′′ ,

0 < | x′ − x

| < δ, 0 < | x′′ − x | < δ .

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

0

 

 

 

 

 

′′

′′

′′

ε

 

ε

 

 

 

 

 

 

 

 

| f (x ) − f ( x ) | = | f (x ) − A + A f (x ) | ≤ |

f (x )

A | + | f (x

) − A | < + = ε .

 

 

 

 

 

 

 

 

2

2

 

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n → ∞

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" {xn} .

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ε > 0

 

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| < δ, 0 < | x

′′

x0 | < δ

 

′′

 

 

δ > 0 : 0 < | x

 

 

| f ( x ) − f ( x

) | < ε .

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lim xn = x0 , δ N ,

n > N -

 

 

 

n → ∞

 

 

 

 

 

 

 

 

: | xn x0 | < δ . $

n > N , m > N : | xn x0 | < δ ,

| xm x0 | < δ ,

| f ( xn ) − f ( xm ) | < ε . , " % { f ( xn )} "%, #

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" # " % $ " {xn} . , #

# 0 lim f ( x) .

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80

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81

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82

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. . y = f ( x) % x0 ,

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1)" x0 ,

2)lim f ( x ) ,

xx0

3) lim f ( x) = f (x0 ).

xx0

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. y = f ( x ) % x0 , -

x0 , ε > 0 δ = δ (ε) > 0: x x0 < δ f (x ) f (x0 ) < ε .

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$ x0 . & % , "

, # , , $ ’

f (x0 ). + $" %. .

x0 , # x x0 -

x0 .

, x0 = lim x ,

xx0

:

lim f ( x ) = f (lim x ).

xx

xx

0

0

$ .

83

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x x x0 " x0 .

/ x x0 ,

x → 0 . * %

f ( x) f ( x0 ) = f

( x0 + x) f ( x0 ) %

x0 %

y ( . 44).

*. 44.

, "% lim f ( x) = f ( x0 ) , lim f ( x) f ( x0 ) =

xx0

xx0

= lim

f ( x ) − lim

f ( x0 ) = lim ( f ( x ) f ( x0 )) = lim y = 0 .

xx0

xx0

xx0

x→ 0

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" # "

.

0 x0 , "

x0 # "% ".

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1. ), y = x2 $% " -

.

% "% x " x . -

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y = ( x + x)2 x2 = x2 + 2x x + x2 x2 = 2x x + x2 .

" 2 x x – "

x → 0 $ $

2x "

x , x2

– " $

". ,

y – " -

", % y = x2 x . 2. ),

84

 

 

1

 

x sin

 

, x ≠ 0,

 

f (x) =

 

x

 

0,

x = 0

 

x = 0 .

. , x %

0 ≤ | f (x) − f (0) | = | f (x) | ≤ | x | ,

"%

sin

1

 

≤1 x ≠ 0 . , lim f ( x) = f (0) = 0 , $ -

x

 

 

 

x→ 0

x = 0 .

3.),

−1, x < 0,

y = sgn x = 0, x = 0,

1, x > 0

x = 0 .

# x = 0 "

x . :

y = f ( x + x) f (x ) = f ( x) f (0) = 1 − 0 = 1,

" " x → 0 . , '

x = 0 .

., , % ", " %

" " # % ( . . 20). $% 1. & ' y = f ( x) x0 , -

x0 .

$% 2. & ' y = f ( x) x0 ,

f ( x0 ) ≠ 0 , x0 , y = f ( x)

f ( x0 ) .

$% 3. & ' f (x) , g ( x) x0 , -

f (x) ± g( x) , f ( x)g( x) x0 . & ' g ( x0 ) ≠ 0 ,

f ( x) g ( x) x0 .

$% 4 ( ). + * ! y = f (x)

x0 , y0 = f ( x0 ) , z = g ( y)

y0 , z = F (x) = g( f ( x)) x0 .

. x0 x . y = f ( x)

 

y = f ( x0 +

x) − f ( x0 ) . . z = g( y) #

 

z = g ( y0 +

y) − g ( y0 ) . , "% y = f ( x) -

x0 , lim y = 0 . ! "% z = g ( y) -

 

x→ 0

y0

, lim z = 0 . ,

 

y → 0

 

85

lim

z = lim (F ( x0 +

x) − F ( x0 )) = lim ( g ( f ( x0 + x)) − g ( f ( x0 )) =

x→ 0

x→ 0

x→ 0

= lim ( g ( y0 +

y) − g( y0 )) = lim ( g( y0 +

y) − g ( y0 )) = lim z = 0 ,

x→ 0

y→ 0

y→ 0

$ z = F (x) x0 .

" # $ # % $ -

.

. . y = f ( x) % x0 ,

δ > 0 , y = f ( x) " ( x0 − δ, x0 ] ,

lim f ( x) = f (x0 ) . . y = f ( x) % -

xx0 −0

x0 , δ > 0 , y = f ( x) -

" [ x0 , x0

+ δ) , lim f (x) = f ( x0 ) .

 

xx0 + 0

23. $ , .

. . y = f ( x) % X ,

X .

, y = f ( x) % (a,b) ,

" (a,b) . . y = f (x) -

% [a,b] , "

(a, b) , , #, a " b .

’%, " , ,

% " , "% " $

".

) ' $* '. & ' y = f ( x) -

[a,b] , [a,b] .

. ", $ , M > 0

x0 [a, b] : | f ( x0 ) | > M . , M = 1, x1 [a, b] : | f ( x1 ) | >1.

/ M = 2 , x2 [a, b] :| f ( x2 ) | > 2 . & # " n xn [a, b] :

| f ( xn ) | > n .

" % {xn } $ , "% " " %

[a,b] . " 6 "%–' " $ -

" % {xn

} : a xn

b , lim xn

= c . !" c [a, b] (" 3 -

k

k

k → ∞

k

 

 

 

 

4, . 10). , "% y = f (x) [a,b] ,

c ,

lim f ( xn

) = f (c) .

 

 

(23.1)

k → ∞

k

 

 

 

 

 

 

 

!" f ( xn ) > nk . , "% lim nk

= ∞ , lim f ( xn

) = ∞ , % (23.1).

k

k → ∞

k → ∞

k

 

 

 

 

 

86