Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Вступ до аналізу. Ч. 2

.pdf
Скачиваний:
3
Добавлен:
20.05.2015
Размер:
1.45 Mб
Скачать

.

# , #

" % # ( . 45).

*. 45.

". ",

" $ ". ", y = 1 x -

" (0,1) , " % $ .

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

[a,b] , * * * -

!.

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

$ [a,b] , y = f ( x) % -

# %. : M = sup f ( x) . -

[ a,b]

, x [a,b] : f (x) < M . * #" :

ϕ( x) =

1

> 0 .

 

 

M f ( x)

, "% M f ( x) ≠ 0 , ϕ( x) [a,b] ,

ϕ( x) $ [a,b] , $ M 0 > 0 , x [a,b] : ϕ( x) ≤ M 0 . ,

M f ( x) ≥ 1 , M 0

",

f ( x) ≤ M 1 . M 0

! , M ≠ sup f ( x) . ", c1 [a, b] :

[a ,b ]

f (c1 ) = M , $ y = f ( x) # [a,b] %

#. ! " # %, y = f ( x) # [a,b]

% #.

.

87

". ", -

", $ ". ", y = x

" (0,1) , " # % " % #,

", % #, 1.

) ' + %& ' ( ). + * ! y = f ( x)

[a,b] , * ! - * , f (a) f (b) < 0 . , c (a,b) : f (c) = 0 .

. " [a,b] ". :

d1 = a + b . 2

/ f (d1 ) = 0 , . / f (d1 ) ≠ 0 ,

[a, d1 ] [d1 , b] $ , # y = f ( x) -

. # [a1, b1 ] . 8 # :

b1 a1 = b a . 2

[a1,b1 ] " ". :

d2 = a1 + b1 . 2

/ f (d2 ) = 0 , . / f (d2 ) ≠ 0 ,

[a1, d2 ] [d2 , b1 ] $ , # y = f ( x)

. # [a2 , b2 ] . 8 # :

b a

 

=

b a

.

 

 

2

2

22

 

, , $ -

% dk , f (dk ) = 0 , $ " % " -

[a1,b1 ] [a2 ,b2 ] K [an ,bn ] K, f (an ) f (bn ) < 0 n ,

b a

=

b a

.

 

n n

 

2n

" % . 5 ( . . 12) c , " % . ,f (c) = 0 . ), , " f (c) > 0 . , "%

y = f ( x) , δ > 0 , x (c − δ, c + δ) f ( x) > 0 . ' # $ , "%

lim(b a ) = lim

b a

= 0

,

 

 

 

 

 

n →∞

n

n

n →∞

2

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

" % # δ % nδ

, bn

an < δ .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

δ

δ

f (an

) f (bn

) < 0 , % , f ( x) > 0 . , " ' % "%

δ

 

δ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

" %, "

f (c) = 0 .

 

 

 

.

88

0 " . 46. 0

, # , -

% Ox $ % # .

*. 46.

x = c % f ( x) = 0 . 3 "% -

"% , " , # .

', , % $". * #" ".

), [0;1] x4 + x3 −1 = 0 %,

% 0,1.

f ( x) = x4 + x3 −1. 2 " ,

[0;1] . , "% f (0) = −1 < 0, f (1) = 1 > 0 , '

6 "%–5 ' [0;1] %. - " x1 = 0, 5 [0;1] "

[0; 0, 5] [0, 5;1] $ , # f ( x ) $ %

. , "% f (0, 5) = −0,81 < 0 , [0, 5;1] . , -

% % ' # . ) "

x2 = 0, 75 " "

[0, 5; 0, 75] [0, 75; 1] $ , # $ -

% . , "% f (0, 75) = −0,12 < 0 , [0, 75; 1] .

, " : x3 = 0,875 ; f (0,875) = 0, 27 > 0

. ,$ " [0, 75; 0,875] . ) % # 0,875- 0,75=0,125. ,, $" #

x4 = 0,8125 , " % [0, 75; 0,875] ", : x4 c ≤ 0, 0625 < 0,1 , $ $ % #. ,

c x4 = 0,8125 . f ( x ) : f ( x4 ) ≈ −0, 028 . 89

, % $% -

. !" % % # " , " #-

0,1 ' $ 4 . ! $"%' % " -

# . , $ %

δ > 0 . , "% % n ,

$ " # , "% % %:

1

< δ ,

 

 

 

 

2n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

$ n > log

 

1

. ", " # δ = 0, 001

$ $

2

 

 

 

 

δ

 

 

10 . ' % ', $"%' -

%, ", %.

+ %& ' ( ). + * !

y = f ( x) [a,b] , f (a) = A , f (b) = B , A B .

, C , A B , ! c (a, b)

, ' f (c) = C .

. " , A < C < B . -

ϕ(x) = f ( x) − C . 2 [a,b]

. 5 #, ϕ(a) = f (a) − C = A C < 0 , ϕ(b) = f (b) − C = B C > 0 , $ [a,b] ϕ( x)

. # % -

% c (a, b) , ϕ(c) = 0 , $ f (c) = C .

.

2 ,

# ' # $ %. 0 " . 47.

*. 47.

90

! ( ). & ' y = f ( x)

[a,b] , f (a) = A , f (b) = B ,

[ A, B] x = g( y) ,

y = f ( x) , [ A, B] .

. , "% y = f ( x) , x [a, b] -: A f (x) B , A = inf f ( x) , B = sup f ( x) . -

[ a,b]

[ a ,b ]

 

% [a,b] y = f ( x) [ A, B] .

# $ ( . . 16), $ , "

# y0 [ A, B] x0 [a, b] , f ( x0 ) = y0 . &-

x0 " . ),

. , x1 [a, b] ,f ( x1 ) = y0 , x1 x0 . / x1 > x0 , "

y = f ( x) [a,b] $ f ( x1 ) > f ( x0 ) , ", "%

f ( x1 ) = f ( x0 ) = y0 . ! " # " % " % x1 < x0 , $

$ "% x1 = x0 . $ x = g( y) -

. , [ A, B] . * #"

y1, y2 [ A, B], , y1 < y2 . $ , g ( y1 ) < g ( y2 ) .

, , $ g ( y1 ) g ( y2 ) . : x1 = g ( y1 ) ,

x2 = g ( y2 ) . x1 , x2 [a, b] , x1 x2 . , "% y = f ( x)

[a,b] , f ( x1 ) f ( x2 ) , $ y1 y2 , -

% , y1 < y2 . x = g( y) -[ A, B] . " ' " , [ A, B] .

y0 – "% " ( A, B) . , x = g( y)

y0 . )" % # % " % -

:

lim

g( y) = lim g( y) = g( y0 ) .

(23.1)

y y0 − 0

y y0 + 0

 

# ( . . 21) % #

lim g ( y) , lim g( y) , % %:

y y0 − 0

y y0 + 0

 

lim

g( y) g( y0 ) lim g( y) .

(23.2)

y y0 − 0

y y0 + 0

 

$ (23.1) %, "

lim g( y) g( y0 ) .

 

y y0 − 0

 

 

lim

g( y) < g( y0 ) .

(23.3)

y y0 − 0

 

 

, "% y [ A, y0 ) a g ( y)

lim g ( y) ,

 

 

y y0 − 0

lim g ( y) = sup g( y) , y [ y0 , B] g ( y0 ) g ( y) b , (23.3)

y y0

− 0

[ A, y0 )

 

 

 

 

91

", " = (

lim g( y), g ( y0 )) " % %

 

y y − 0

 

0

x = g( y) . 2 % , [a,b] , - " " " % Eg . ! " # % -

" % # (23.1), $ lim g( y) = g( y0 ) .

y y0 + 0

$ " %, x = g( y)

A " B .

.

" 1. / y = f ( x) [a,b] , -

x = g ( y) [ A, B] .

" 2. ! " # " % %

$ , " y = f ( x) " $ -

".

& ' y = f ( x) ,

(a, b) , x = g( y) ,

( A, B) , A = lim

f ( x) , B = lim f ( x) .

xa+0

xb− 0

24. # % .

* #" % " . / -

, , " - # # " . ,,

, "

$" , , "

$" .

1. 3 "% . . y = x -

, "% y = x → 0 x → 0 " $% # x . -

y = xn (n ) $ # " -

. , "% y = C , C – ", (

y = 0 x ), y = axn , a = const , ,

", # " n

Pn ( x) = an xn + an−1 xn−1 + ... + a1 x + a0

( # " -

).

* "%

R(x) = Pn (x) , Qm (x)

Pn ( x), Qm ( x) – # " n m ,

92

, - # " Qm ( x) . $ , R(x) .

2. 3 "% . * #"

y = xr , r . / r , r , y = xr

, $ y = x1 r ,

. r , r . * #" « » -

y = xr , " ' [0, + ∞) .

$ y = x1 r , [0, + ∞) .

. y = x2 k , k , x (− ∞, 0) $ –

y = −2 k x .

* #" " ’ , $-

y = xn = 1 xn , n .

/{0} . n = 2k + 1 ( k ) $ /{0} ,

n = 2k ( k ) $ (− ∞, 0) (0, + ∞) .

r = mn , m , n . :

 

m

 

1

m

 

 

 

xr = x n = x n

, x > 0 .

 

 

 

 

. y = x1 n

(0, + ∞) . . y = xm -

(0, + ∞) , m ≥ 0 m < 0 .

y = xr (0, + ∞) , , r ≥ 0 , r < 0 .

% "% $" ,

, "%

$" . , "#$ $" -

.

3. # $ # .

(. ( x (− π2, 0) (0, π2) :

cos x <

sin x

< 1 .

(24.1)

 

x

. ) ' " x > 0 .

# $ ( . 48).

93

*. 48.

$ " 1.

OB % # " x ( ) # $-

, # ".

4 A(1; 0) , " $ ( -

"). OB -

C . " AOB $ sin x , "

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

AOB

x

,

" AOC

tg x

. ,-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

2

 

%:

 

 

 

S AOB < S AOB < S AOC .

 

 

 

!$ :

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

sin x

<

x

<

tg x

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

2

 

2

 

 

 

 

 

 

 

$

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

sin x < x < tg x .

 

 

 

, "% sin x > 0 , " ' sin x , :

1 <

 

x

 

<

1

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

sin x

cos x

 

 

 

!$ :

cos x < sin x < 1. x

94

, "% y = sin x x y = cos x , ' (24.1)

" x (− π 2, 0) .

 

(. x :

 

| sin x | ≤ | x | .

(24.2)

. / x = 0 , % (24.2) . x ≠ 0 . / x (0, π 2) , (24.1) :

sin x < 1,

x

# " (24.2). , "% y = sin x x , -

% (24.2) % | x | < π 2 . ! | x | ≥ π 2 , %-

, "% | sin x | ≤ 1 π 2 > 1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

!. - y = sin x ,

y = cos x .

 

 

 

 

 

. x . x

x #"

y = sin x :

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x + x x

 

x + x + x

 

 

x

 

x

y = sin( x + x) − sin x = 2sin

 

 

 

cos

 

 

= 2 sin

 

cos x +

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

2

 

2

 

2

(24.2) :

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

x

 

 

| x |

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

|

y | = 2

sin

 

 

 

 

cos x +

 

 

 

≤ 2

 

 

1 = |

x | ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

2

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y → 0

 

 

 

x → 0 , $ y = sin x x ,

" "% x , y = sin x

" .

. y = cos x

: cos x = sin( x + π 2) .

.

# 1. - y = tg x /{x = π 2 + πk} ,

y = ctg x /{x = πk} .

), y = tg x = sin xcos x -

, , y = cos x -

", x = π2 + πk . . y = ctg x = cos xsin x

, , y = sin x ", -x = πk .

# 2. - y = arcsin x , x [−1,1] -

y = sin x [− π2, π2] ( . . 16). - y = arccos x ,

x [−1,1] y = cos x [0, π] . - -

y = arctg x y = tg x

(− π 2, π 2 ) . - y = arcctg x

y = ctg x (0, π) .

95

4. " # . ), y = a x (a > 0, a ≠ 1) . * #" a > 1 .

x . x x #": y = a xx a x = a x (a x − 1) .

/ , lim (a x −1) = 0 , % lim y = 0 , $-

x→ 0 x→ 0

y = a x x . 3 % ( . .10, " 2):

1

lim a n = 1

(a > 1) .

n→ ∞

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

",

 

 

1

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

lim a n = lim

 

= 1.

 

 

 

 

n→ ∞

 

 

 

n→ ∞

 

1

 

 

 

 

 

a n

 

 

 

 

 

 

 

 

! ε > 0 n0 ,

 

 

 

 

1

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 − ε < a n0 < a n0 < 1 + ε .

/ |

x | < 1 n0 , $ −1 n0 < x < 1 n0 , , "% a > 1

y = a x

, :

1

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a n0 < a x < a n0 ,

1 − ε < a x < 1 + ε ,

$

a x − 1 < ε ,

" "% ε > 0 ", lim (a x − 1) = 0 .

x→ 0

,, " "% x , y = a x a > 1

.

0 < a < 1. 1 a > 1,

y = a x =

1

 

 

.

 

 

 

 

 

1

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

 

 

 

, "% y = (1 a)x , (1 a)x > 0

x , y = a x -

.

. y = loga x (a > 0, a ≠ 1) a > 1 (0, + ∞) $ -

y = a x , 0 < a < 1 – -

(0, + ∞) $ y = a x .

96