А.Н.Шерстнев - Математический анализ
..pdf
|
|
|
|
|
|
x!a |
|
|
|
|
f |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
j |
|
|
j |
p R I M E R Y. 3. lim cos x = cosa. |
|
s U^ETOM• |
NERAWENSTWA |
|
sin x |
|
|||||||||||||||||||
jxj (x 2 R) IMEEM |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
j |
cosx |
, |
cos a |
j |
= 2 sin x , a |
|
sin x + a |
|
2 x , a |
j |
= |
j |
x |
, |
a |
: |
|
|
|||||||
|
|
j |
2 |
|
|
|
2 |
j j |
|
2 |
|
|
j |
|
|
|
|||||||||
oSTA•ETSQ PRIMENITX 2(B).g |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
4. lim sin |
1 |
|
NE SU]ESTWUET: xn |
= |
|
|
2 |
|
|
0, NO sin |
1 |
= ( |
|
1)n NE |
|||||||||||
x |
(2n + 1) ! |
xn |
|
||||||||||||||||||||||
x!0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
, |
|
|
|||||||||||
SHODITSQ. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x19. sWOJSTWA PREDELA FUNKCII
1.pREDEL FUNKCII EDINSTWEN.
eSLI, NAPROTIW, I | DWA RAZLI^NYH ^ISLA, QWLQ@]IHSQ PREDELOM FUNKCII f W TO^KE a, WYBEREM NEPERESEKA@]IESQ OKRESTNOSTI U ( ) I U ( ) \TIH ^ISEL (\TO MOVNO SDELATX W SILU 7.3). mY PRIHODIM TOGDA K PROTIWORE^I@ S USLOWIEM 18.2(W). >
|
2. fUNKCIQ f : |
E |
! |
|
R NAZYWAETSQ OGRANI^ENNOJ NA MNOVESTWE |
|||||||||||||||||||
A |
E, ESLI f (A) | OGRANI^ENNOE MNOVESTWO. sLEDU@]EE SWOJSTWO GLA- |
|||||||||||||||||||||||
SIT, ^TO IZ SU]ESTWOWANIQ PREDELA FUNKCII W TO^KE SLEDUET EE• OGRANI- |
||||||||||||||||||||||||
^ENNOSTX W OKRESTNOSTI \TOJ TO^KI: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
eSLI = lim f (x), TO SU]ESTWUET OKRESTNOSTX U(a) TO^KI a TA- |
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
x!a |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
U (a) \ E. |
|
|
|
|
|||||
KAQ, ^TO f OGRANI^ENA NA MNOVESTWE |
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
j |
|
, |
|
j |
|
|
2 |
|
\ |
|
j |
j |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
f(x) |
|
< 1 (x |
U(a) |
E). tOGDA |
||||||||||
|
pUSTX U (a) TAKOWA, ^TO |
|
|
|
|
|
|
f(x) |
||||||||||||||||
j j + 1 (x 2 U (a) \ E): |
|
> |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
3. pUSTX = lim f (x); = lim g(x). tOGDA |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
x!a |
|
|
|
|
x!a |
|
|
|
x!a |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
lim[f(x) |
|
g(x)] = |
|
, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
lim f (x)g(x) = , |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
x!a |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
lim f(x) |
= |
|
( |
= 0). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
x!a |
g(x) |
|
|
|
6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4. [kRITERIJ kO[I]. pUSTX f |
: E |
! |
R I a | PREDELXNAQ TO^KA |
||||||||||||||||||||
MNOVESTWA E; lim f(x) SU]ESTWUET TTOGDA |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
x!a |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
( ) |
8" > 0 9U (a) 8x0; x00 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
U (a) \ E (jf (x0) , f (x00)j < "): |
|
|
41
5. pUSTX f; g; h ZADANY NA MNOVESTWE E |
|
R, PRI^•EM SU]ESTWUET |
|||||||||||||||||||||||
OKRESTNOSTX U (a) TAKAQ, ^TO f (x) g(x) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
h(x) (x 2 U (a) \ E) I |
|||||||||||||||||||||||||
lim f |
(x) = lim h(x) = . tOGDA lim g |
(x) = . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
x!a |
|
x!a |
|
|
|
|
|
|
|
x!a |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
sWOJSTWA P. 3 POLU^A@TSQ IZ PODHODQ]IH SWOJSTW DLQ PREDELOW POSLE- |
|||||||||||||||||||||||||
DOWATELXNOSTEJ (!!). dOKAVEM E]E• DWA UTWERVDENIQ. |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
4 (DOSTATO^NOSTX). pUSTX xn |
! |
a (a = xn |
2 |
E); " > |
0 | PpOIZ- |
||||||||||||||||||||
WOLXNO I N TAKOWO, ^TO xn |
2 |
6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
U(a) PRI n > N , TAK ^TO W SILU ( ) |
|||||||||||||||||||||||||
8n; m > N (jf (xn ),f(xm)j < "). iTAK, POSLEDOWATELXNOSTX (f (xn )) FUNDA- |
|||||||||||||||||||||||||
MENTALXNA I, SLEDOWATELXNO, OBLADAET PREDELOM. oSTAETSQ• ZAMETITX, ^TO |
|||||||||||||||||||||||||
\TOT PREDEL NE ZAWISIT OT WYBORA POSLEDOWATELXNOSTI (xn) fDOPUSTIW, |
|||||||||||||||||||||||||
^TO DLQ (x0 ) POSLEDOWATELXNOSTX (f (x0 )) SHODITSQ K DRUGOMU PREDELU, |
|||||||||||||||||||||||||
|
|
n |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
PRIHODIM K PROTIWORE^I@ SO SWOJSTWOM EDINSTWENNOSTI PREDELA, ESLI |
|||||||||||||||||||||||||
WOZXMEM NOWU@ POSLEDOWATELXNOSTX |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
x1; x0 ; x2; x0 ; : : : : > |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
• |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
2 |
|
ng > n0(xn |
|
|
|
|
|
|
5. |
pUSTX xn |
! |
a (a |
= xn |
2 |
E ). tOGDA |
9 |
n0 |
8 |
2 |
U(a)) I, |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
SLEDOWATELXNO, f (xn ) g(xn ) |
h(xn) (n > n0). tEPERX PO SWOJSTWU 10.2 |
||||||||||||||||||||||||
lim g(x) = : |
|
> |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
x!a |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
p R I M E R Y. 6. lim |
sin x |
= 1. |
f |
pLO]ADX SEKTORA OAM < PLO]. |
OMN |
||||||||||||||||||||
|
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
x!0 |
x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
sinx |
|
||
(SM. rIS. 7), TO ESTX |
2jxj |
< 2MN ILI jxj < j tgxj. pO\TOMU cos x < |
|
x |
< |
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
1 (x 2 U (0)). oSTAETSQ• U^ESTX 18.3 I P. 5.g |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
7. lim |
tg x |
= 1. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
x!0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8. z A M E ^ A N I E. tRIGONOMETRI^ESKIE, STEPENNAQ, POKAZATELXNAQ
I LOGARIFMI^ESKAQ FUNKCII OBLADA@T SWOJSTWOM lim f(x) = f (a). dLQ
x!a
TRIGONOMETRI^ESKIH | \TO SLEDSTWIE 18.3 I P. 3. dLQ OSTALXNYH TIPOW
FUNKCIJ \TO SWOJSTWO BUDET USTANOWLENO POZDNEE. sLEDUET OGOWORITXSQ, ^TO UPOMINAW[IESQ WY[E \LEMENTARNYE FUNKCII NAMI STROGO NE OPRE- DELENY. pOZDNEE (x27) \TOT PROBEL BUDET ^ASTI^NO WOSPOLNEN | BUDUT AKKURATNO WWEDENY POKAZATELXNAQ, LOGARIFMI^ESKAQ I STEPENNAQ FUNK- CII.
|
|
|
x a |
|
6 |
u P R A V N E N I Q. |
9. eSLI lim f (x) = = 0; TO DLQ NEKOTOROJ |
||||
|
|
|
! |
|
|
OKRESTNOSTI U (a) FUNKCIQ f NA MNOVESTWE U (a) SOHRANQET ZNAK ^ISLA . |
|||||
|
! |
|
|
|
x b |
10. eSLI f : [a; b) |
|
R MONOTONNA I OGRANI^ENA, TO lim f(x) SU]EST- |
|||
WUET. |
|
|
|
|
! |
42
x20. wIDOIZMENENIQ PONQTIQ PREDELA FUNKCII
1. pUSTX f : E ! R (E R) I a | PREDELXNAQ TO^KA MNOVESTWA
E \ (a; +1). ~ISLO NAZYWAETSQ PREDELOM FUNKCII f W TO^KE a SPRAWA
(PI[UT = lim f (x)), ESLI xn ! a (a < xn; xn 2 E) ) f(xn) ! .
x!a+
aNALOGI^NO OPREDELQETSQ lim f(x) | PREDEL FUNKCII f W TO^KE a SLEWA.
x!a,
2. pUSTX f : E ! R; E NE OGRANI^ENO. ~ISLO NAZYWAETSQ PREDELOM
FUNKCII f W 1 (PI[UT = lim f (x)), ESLI xn ! 1 (xn 2 E ) WLE^•ET
x!1
f (xn ) ! . aNALOGI^NO OPREDELQ@TSQ PREDELY lim f (x).
x! 1
3. nAKONEC, MOVNO S^ITATX, ^TO | NESOBSTWENNAQ TO^KA. nAPRIMER,
lim f (x) = 1 PRI a 2 R OZNA^AET, ^TO DLQ FUNKCII f : E ! R TO^KA a
x!a
PREDELXNAQ DLQ E I xn ! a (a 6= xn 2 E) ) f(xn) ! 1.
z A M E ^ A N I Q. 4. s OPREDELENIEM P. 2 SOGLASUETSQ OPREDELENIE PRE- |
|||||||||||||||||||
DELA POSLEDOWATELXNOSTI ( 9) (WSPOMNIM, ^TO POSLEDOWATELXNOSTX ESTX |
|||||||||||||||||||
FUNKCIQ, ZADANNAQ NA N). |
x |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
5. dLQ WWEDENNYH• |
WIDOIZMENENIJ PONQTIQ PREDELA FUNKCII W TO^KE |
||||||||||||||||||
OSTA@TSQ SPRAWEDLIWYMI (ZA O^EWIDNYMI ISKL@^ENIQMI) SWOJSTWA PRE- |
|||||||||||||||||||
DELA, RASSMOTRENNYE W x19. |
|
|
|
|
|
, |
|
|
|
||||||||||
p R I M E R Y. |
6. lim sgn x = 1; lim |
sgn x = |
1; |
lim sgn x NE SU]EST- |
|||||||||||||||
WUET. |
|
|
|
|
|
x!0+ |
|
|
x!0, |
|
|
x!0 |
|||||||
7. |
lim |
j sinx xj |
= 1; |
lim |
|
j sinx xj |
= |
, |
1. |
|
|
|
|
|
|||||
|
x!0+ |
|
1 |
|
|
|
x!0, |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
8. |
lim |
1 + |
|
x = e. dOSTATO^NO DOKAZATX RAWENSTWO DLQ SLU^AEW |
|||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||
x ! |
x!1 |
|
x |
|
|
|
|
|
! +1 RAWENSTWO QWLQETSQ SLEDSTWI- |
||||||||||
+1; x ! ,1. w SLU^AE x |
|||||||||||||||||||
EM NERAWENSTW |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
[x] |
|
1 |
x |
|
1 |
|
[x]+1 |
|||
|
|
|
1 + |
|
! |
< 1 + x |
< 1 + |
[x]! |
|
||||||||||
|
|
|
[x] + 1 |
|
S U^•ETOM SWOJSTW 19.5 I 11.5.
w SLU^AE x ! ,1: lim 1 + 1 x x!,1 x
=lim 1 , y!+1
=lim 1 + y!+1
|
|
, |
y |
|
|
|
|
|
y |
|
|
y |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
1 |
|
= |
lim |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
y |
1 |
|
|||||||
y |
|
|
y!+1 |
|
||||||||
|
1 |
y,1 1 + |
,1 |
= e: |
||||||||
|
y , 1 |
y , 1 |
43
9. lim (1 + x)1=x = e (SLEDSTWIE PRIMERA 8).
x!0
10. iMEETSQ NEKOTOROE KOLI^ESTWO RADIOAKTIWNOGO WE]ESTWA. iZ- WESTEN KO\FFICIENT RASPADA k | OTNO[ENIE KOLI^ESTWA ATOMOW, RASPA- DA@]IHSQ W EDINICU WREMENI, K OB]EMU KOLI^ESTWU ATOMOW WE]ESTWA. sOGLASNO ZAKONAM QDERNOJ FIZIKI k ZAWISIT LI[X OT WE]ESTWA. tREBU- ETSQ UZNATX KOLI^ESTWO t WE]ESTWA, KOTOROE OSTANETSQ PO PRO[ESTWII WREMENI t. w KA^ESTWE PRIBLIV•ENNOGO ZNA^ENIQ MOVNO WZQTX WELI^INU, kt , TO ESTX t (1 , kt) . oDNAKO \TO ZNA^ENIE NE TO^NO, TAK KAK ZA WREMQ t KOLI^ESTWO WE]ESTWA NE OSTAETSQ• POSTOQNNYM, A UMENX[AETSQ. rAZDELIM PROMEVUTOK t NA n ^ASTEJ. tOGDA
|
|
|
|
t |
|
|
|
|
t |
|
|
|
|
|
t |
|
2 |
|
||
t=n |
|
1 |
, k |
nt |
n ; 2t=n |
1 , k n t=n 1 , kn |
|
; : : : ; |
||||||||||||
t |
|
1 , kn |
: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
w PREDELE PRI n ! 1 MY POLU^IM ISKOMU@ WELI^INU |
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
n |
|
,kt |
|
|
|||
|
= lim 1 |
|
|
t |
n = lim 201 + |
1 |
1, kt3 |
|
|
|||||||||||
t |
k |
= e,kt : |
||||||||||||||||||
|
|
4kt 5
11.u P R A V N E N I E. wYPI[ITE PRIWED•ENNYE WY[E OPREDELENIQ PP. 1,2,4 W TERMINAH \" , " I -OKRESTNOSTEJ., n (, n )A 76@
x21. aSIMPTOTIKA
1. ~ASTO FUNKCIQ OPREDELENA W OKRESTNOSTI NEKOTOROJ TO^KI a, NO, WOZMOVNO, NE OPREDELENA W SAMOJ TO^KE a. wOZNIKAET WOPROS, KAK WED•ET SEBQ \TA FUNKCIQ WBLIZI TO^KI a? dLQ SLOVNYH FUNKCIJ VELATELXNO IMETX HORO[U@ APPROKSIMACI@ S POMO]X@ PROSTYH FUNKCIJ. wWEDEM• NESKOLXKO TEHNI^ESKIH PONQTIJ, POLEZNYH PRI RE[ENII UKAZANNYH ZADA^.
pUSTX FUNKCII f I g OPREDELENY W NEKOTOROJ -OKRESTNOSTI TO^KI a. tOGDA
f (x) |
= |
o(g(x)) (x |
! |
a) OZNA^AET: lim f (x) |
= 0; |
|||||||
|
|
|
|
|
|
x |
! |
a g(x) |
|
|||
|
|
|
|
|
! |
|
|
|
|
|||
f (x) |
= |
O(g(x)) (x |
|
|
a) OZNA^AET: |
|
|
|
||||
|
|
9U (a) 9C > 0 8x 2 U (a) (jf (x)j Cjg(x)j); |
||||||||||
f (x) = |
g(x) (x |
! |
a) |
OZNA^AET |
: lim |
f (x) |
= 1: |
|||||
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
x!a |
g(x) |
|
|
44
oTMETIM NEKOTORYE SWOJSTWA ASIMPTOTI^ESKIH RAWENSTW.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2. f (x) = g(x) (x a) |
TTOGDA |
f (x) = g(x) + o(g(x)) (x a). |
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
! |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
!GDE |
|
|
||
|
f (x) = g(x) (x |
! |
a) |
OZNA^AET |
, |
^TO |
|
|
|
|
|
|
r(x) = |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
f (x) = g(x) + r(x), |
||||||||||||||||
[f(x) |
, |
1]g(x), PRI^EM• |
lim r(x) = |
lim[f (x) |
|
|
1] = 0. oBRATNO, f(x) = |
|||||||||||||||
g(x) |
|
|
|
x!a g(x) |
|
x!a |
g(x) , |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
g(x) + o(g(x)) (x ! a) WLE^•ET |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
lim f (x) |
= lim[1 + o(g(x)) |
] = 1: |
|
> |
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
x!a |
g(x) |
x!a |
|
|
g(x) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
! |
|
|
|
|
|
|
|
x!a |
|
|
|
|
|
|||
|
3. |
eSLI |
f (x) = g(x) (x |
|
a) |
I SU]ESTWUET |
|
lim g(x) |
(x), |
TO SU]EST |
- |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
WUET lim f |
(x) (x) I lim f(x) (x) = lim g(x) |
|
(x). |
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
x!a |
|
x!a |
|
|
|
|
x!a |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
dEJSTWITELXNO, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
lim f (x) |
(x) = lim f (x)g(x) |
(x) = lim g(x) |
(x): |
|
> |
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
x!a |
|
|
x!a g(x) |
|
|
|
x!a |
|
|
|
|
|
4. aNALOGI^NO OPREDELQ@TSQ ASIMPTOTI^ESKIE RAWENSTWA, SOOTWET- STWU@]IE WIDOIZMENENIQM PONQTIQM PREDELA FUNKCII (x20). dLQ NIH TAKVE SPRAWEDLIWY SWOJSTWA 2, 3.
p R I M E R Y [ZAME^ATELXNYH \KWIWALENTNOSTEJ].
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
! |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
5. |
sin x |
= x |
(x |
|
|
|
|
|
0), |
! |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
, |
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
6. |
1 |
|
|
cos x |
= |
|
1 |
x2 |
|
|
|
|
|
(x |
|
|
0), |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
! |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7. |
ln(1 + x) = x |
|
|
(x |
|
0), |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
ax |
, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
! |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
8. |
, |
1 = ln a |
|
|
|
x |
|
|
|
(x |
|
|
0), |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
x |
|
|
|
|
|
|
|
|
! |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
9. |
e |
p |
|
1 = x |
|
|
(x |
|
|
|
|
|
0), |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
, |
|
|
|
k |
|
|
! |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
10. |
|
k |
1 + x |
|
1 = |
|
|
|
|
|
(x |
|
|
0). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
5. |TO PRIMER 19.6. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
6. iSPOLXZUQ P. 5, IMEEM |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 x |
1 |
2 |
|
|||||
|
|
|
|
|
lim 1 , cosx = lim |
2 sin |
|
|
2 |
= lim |
2( |
2 |
x) |
= 1: |
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
1 |
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
x!0 |
|
|
|
|
1 |
|
|
2 |
|
|
|
|
x!0 |
|
2 |
|
x!0 |
|
2 |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2x |
|
|
|
|
|
|
|
|
2x |
|
|
|
2x |
|
|
7. lim ln(1x+ x) = lim ln(1 + x)1=x = 1 (SM. 20.9, 19.8).
x!0 x!0
45
9. dLQ '(x) = ex |
, |
1 W SILU 19.8 IMEEM lim '(x) = 0: pO\TOMU S U^ETOM• |
||||||||||
P. 7 |
|
|
|
|
x!0 |
|
|
|
||||
lim ex , 1 |
|
|
'(x) |
|
|
|
||||||
|
|
|
= lim |
|
|
|
= 1: |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
x!0 |
x |
x!0 |
ln(1 + '(x)) |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
k |
|
|
|
|
|
10. uKAZANIE: POLOVITX '(x) = p1 + x , 1 I ISPOLXZOWATX FORMULU |
||||||||||||
BINOMA nX@TONA. |
|
> |
|
|
|
|
|
|
|
o('(x)) (x ! a); g(x) = |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
u P R A V N E N I Q. 11. eSLI f (x) = |
o('(x)) (x ! a), TO f (x) g(x) = o('(x)) (x ! a).
12. pUSTX f (x) = o('(x)) (x ! a); '(x) = o( (x)) (x ! a). tOGDA f (x) = o( (x)) (x ! a).
x22. nEPRERYWNOSTX FUNKCII W TO^KE
1. fUNKCIQ f : E ! R NAZYWAETSQ NEPRERYWNOJ W TO^KE a 2 E, ESLI
8" > 0 9 > 0 8x 2 E (jx , aj < ) jf(x) , f (a)j < ");
ILI ESLI 8U (f (a)) 9V (a) (f(V (a) \ E ) U (f (a))).
w ^ASTNOSTI, ESLI a | IZOLIROWANNAQ TO^KA E, TO KAVDAQ FUNKCIQ f : E ! R NEPRERYWNA W a. eSLI a | NE IZOLIROWANNAQ TO^KA E , TO
NEPRERYWNOSTX f W TO^KE a \KWIWALENTNA RAWENSTWU lim f (x) = f (a).
x!a
s U^ETOM• 18.1 MOVNO SFORMULIROWATX USLOWIE NEPRERYWNOSTI FUNK- CII W TO^KE NA QZYKE POSLEDOWATELXNOSTEJ: FUNKCIQ f : E ! R NEPRE- RYWNA W TO^KE a 2 E TTOGDA IZ xn ! a (xn 2 E) SLEDUET f(xn) ! f(a).
2. z A M E ^ A N I E. eSLI a | NE IZOLIROWANNAQ TO^KA MNOVESTWA E, TO f : E ! R NEPRERYWNA W a TTOGDA f (a + h) , f (a) = o(1) (h ! 0).
rASSMOTRIM SWOJSTWA FUNKCIJ, NEPRERYWNYH W TO^KE.
3.eSLI FUNKCIQ NEPRERYWNA W TO^KE, TO ONA OGRANI^ENA W NEKOTO- ROJ OKRESTNOSTI \TOJ TO^KI.
4.eSLI f NEPRERYWNA W a I f (a) 6= 0, TO f SOHRANQET ZNAK ^ISLA f (a) W NEKOTOROJ OKRESTNOSTI TO^KI a.
5.pUSTX f; g NEPRERYWNY W TO^KE a. tOGDA W \TOJ TO^KE NEPRERYWNY TAKVE FUNKCII f g; f g; f=g (ESLI g(a) 6= 0).
46
|
6. [nEPRERYWNOSTX SUPERPOZICII]. pUSTX f : |
E ! R; g : F ! R; |
|||||
f (E) F . pUSTX DALEE f NEPRERYWNA W TO^KE a I g NEPRERYWNA W TO^KE |
|||||||
f (a). tOGDA g f NEPRERYWNA W a. |
|
|
|
||||
p.3 SLEDUET IZ 19.2, P. 4 | IZ 19.9, P. 5 | IZ 19.3. dOKAVEM P. 6. pUSTX |
|||||||
a |
2 E I xn ! a (xn 2 E ). tOGDA f (xn) ! f (a), TAK KAK f NEPRERYWNA W |
||||||
a. |
sLEDOWATELXNO |
, g f(xn) = g(f (xn )) ! g(f (a)), |
TAK KAK |
g |
NEPRERYWNA |
||
|
|
|
|
|
|||
W f (a): |
|
> |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
7. fUNKCIQ f : E ! R NAZYWAETSQ NEPRERYWNOJ, ESLI ONA NEPRERYWNA W KAVDOJ TO^KE x 2 E .
8. pRIMERY NEPRERYWNYH FUNKCIJ.
(A) pOSTOQNNAQ FUNKCIQ f (x) = (x 2 R). (B) lINEJNAQ FUNKCIQ f (x) = x (x 2 R).
(W) pOLINOM p(x) = 0 + 1x + : : : + nxn (x 2 R).
(G) rACIONALXNAQ FUNKCIQ r(x) = p(x) (q(x) = 0), GDE p; q q(x) 6
MY.
(D) tRIGONOMETRI^ESKIE FUNKCII sin x; cos x; tgx; ctg x RYWNOSTX SLEDUET IZ 18.3).
x23. tO^KI RAZRYWA
| POLINO-
(IH NEPRE-
1. tO^KA a 2 E NAZYWAETSQ TO^KOJ RAZRYWA DLQ FUNKCII f : E ! R, ESLI f NE NEPRERYWNA W a. pOLEZNA SLEDU@]AQ PROSTAQ KLASSIFIKACIQ TO^EK RAZRYWA: a 2 E NAZYWAETSQ TO^KOJ RAZRYWA 1-GO RODA DLQ FUNKCII
f : E ! R, ESLI SU]ESTWU@T PREDELY lim f(x); lim f (x) I HOTQ BY ODIN
x!a, x!a+
IZ NIH OTLI^EN OT f (a); TO^KA RAZRYWA NAZYWAETSQ TO^KOJ RAZRYWA 2-GO RODA, ESLI ONA NE QWLQETSQ TO^KOJ RAZRYWA 1-GO RODA.
p R I M E R Y. 2. tO^KA FUNKCII
f(x) = (
0 QWLQETSQ TO^KOJ RAZRYWA 1-GO RODA DLQ
j x |
j |
6 |
|
sin x |
; |
ESLI x = 0, |
|
0 |
|
|
; ESLI x = 0. |
3. tO^KA 0 | TO^KA RAZRYWA 2-GO RODA DLQ FUNKCII
|
( |
sin |
1 |
; |
ESLI x = 0, |
|
f(x) = |
x |
|||||
|
|
6 |
||||
|
0; |
ESLI x = 0. |
47
u P R A V N E N I Q. 4. u MONOTONNOJ FUNKCII TO^KI RAZRYWA MOGUT BYTX TOLXKO 1-GO RODA.
5. fUNKCIQ rIMANA R(x) OPREDELENA SOGLA[ENIQMI: R(0) = 0, R(x) = 0 PRI IRRACIONALXNOM x, R(p=q) = 1=q, ESLI p 2 Znf0g; q 2 N I p=q | NESOKRATIMAQ DROBX. pOKAZATX, ^TO R(x) NEPRERYWNA W IRRACIONALXNYH TO^KAH I TOLXKO W NIH. kAKOGO RODA TO^KI RAZRYWA \TOJ FUNKCII?
x24. sWOJSTWA FUNKCIJ, NEPRERYWNYH NA OTREZKE
1.wY[E MY IZU^ILI LOKALXNYE SWOJSTWA (TO ESTX SWOJSTWA, SWQZAN- NYE S POWEDENIEM FUNKCII W MALOJ OKRESTNOSTI TO^KI IZ OBLASTI OPRE- DELENIQ) NEPRERYWNOJ FUNKCII. oTMETIM, ^TO I SAMO PONQTIE NEPRERYW- NOSTI FUNKCII W TO^KE QWLQETSQ LOKALXNYM SWOJSTWOM. tEM BOLEE PRIME- ^ATELXNO, ^TO DLQ OPREDELENNOGO• KLASSA ^ISLOWYH MNOVESTW MOVNO GOWO- RITX O GLOBALXNYH SWOJSTWAH NEPRERYWNYH FUNKCIJ (TO ESTX SWOJSTWAH, SWQZANNYH S POWEDENIEM FUNKCII NA WSEJ OBLASTI EE• OPREDELENIQ). pOKA MY OGRANI^IMSQ IZU^ENIEM GLOBALXNYH SWOJSTW NEPRERYWNYH FUNKCIJ, ZADANNYH NA OTREZKE.
2.pUSTX f : [a; b] ! R NEPRERYWNA. tOGDA
(A) FUNKCIQ f OGRANI^ENA,
|
(B) FUNKCIQ f DOSTIGAET SWOIH GRANEJ (TO ESTX SU]ESTWU@T c; d 2 |
||||||||||
|
[a; b] TAKIE, ^TO |
f(c) = sup |
f (x); f (d) = |
inf f(x)), |
|
|
|
||||
|
|
|
|
6 |
x2[a;b] |
|
x2[a;b] |
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
(W) ESLI ^ISLA f(a) = 0; f(b) = 0 IME@T RAZNYE ZNAKI, TO SU]ESTWUET |
||||||||||
|
c 2 (a; b) TAKOE, ^TO f(c) = 0, |
|
|
|
|
|
|||||
|
(G) ESLI f(a) < < f (b), TO NAJD•ETSQ c 2 (a; b) TAKOE, ^TO |
|
f (c) = . |
||||||||
|
A |
pUSTX |
, |
NAPROTIW |
, 8n 9xn 2 |
[a; b] (jf(xn)j > n). |
pOSLEDOWATELX |
- |
|||
( ). |
|
|
|
|
|
||||||
NOSTX (xn) SODERVIT SHODQ]U@SQ PODPOSLEDOWATELXNOSTX (xnk ); xnk ! c |
|||||||||||
(SM. 11.1). sLEDOWATELXNO f (xnk ) ! f (c), NO \TO PROTIWORE^IT TOMU, ^TO |
|||||||||||
jf(xnk )j > nk (k 2 N). |
|
|
|
|
2 |
|
|
||||
|
(B). pO SWOJSTWU (A) SU]ESTWUET = sup f(x). pUSTX xn |
[a; b] TA- |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
x2[a;b] |
|
|
|
|
KOWY, ^TO , 1 < f(xn) (n 2 N) I (xnk ) | SHODQ]AQSQ PODPOSLEDO- n
48
WATELXNOSTX: xnk ! c. tOGDA |
|
|
|
||||
, |
1 |
< f (xnk ) |
(k 2 N); f (xnk ) ! f(c) (k ! 1): |
||||
|
|||||||
nk |
|||||||
oTS@DA PO SWOJSTWU 10.2 |
= f(c). |
|
|
|
|||
(W). pUSTX DLQ OPREDEL•ENNOSTI f(a) > 0; f(b) < 0 I F = fx 2 [a; b] j |
|||||||
|
2 |
|
g |
6 ; |
|
2 |
|
f (y) > 0; y |
|
[a; x] . mNOVESTWO F = |
(NAPRIMER, a |
|
F ) I OGRANI^ENO. |
pO\TOMU (SM. x6) SU]ESTWUET c = sup F . tO^KA c ISKOMAQ: NERAWENSTWO f (c) > 0 PROTIWORE^IT (W SILU 22.4) TOMU, ^TO c | MAVORANTA F , A f (c) < 0 NEWOZMOVNO, TAK KAK c | NAIMENX[AQ MAVORANTA F .
(G). pOLOVIM g(x) = f(x) , I PRIMENIM K g SWOJSTWO (W). >
p R I M E R Y. 3. fUNKCIQ f (x) = x1 (0 < x < 1) NEPRERYWNA, NO NE OGRANI^ENA; ONA OGRANI^ENA SNIZU, NO NE DOSTIGAET SWOEJ NIVNEJ GRANI.
4. uRAWNENIE x = cos x OBLADAET KORNEM NA OTREZKE [0; 1] fPRIMENIM
2(W) K FUNKCII f (x) = x , cosxg.
5. u P R A V N E N I E. pUSTX E | ODIN IZ PROMEVUTKOW (a; b); [a; b]; (a; b] [a; b) (WKL@^AQ NESOBSTWENNYE) I f : E ! R NEPRERYWNA I STROGO WOZRAS- TAET. tOGDA f (E) QWLQETSQ PROMEVUTKOM TOGO VE TIPA.
6. fUNKCIQ f : E ! R (E R) NAZYWAETSQ RAWNOMERNO NEPRERYWNOJ
NA E , ESLI
8" > 0 9 > 0 8x; y 2 E (jx , yj < ) jf (x) , f(y)j < "):
rAWNOMERNO NEPRERYWNAQ FUNKCIQ, O^EWIDNO, NEPRERYWNA. oBRATNOE, WO- |
|||||||||||||||||
OB]E GOWORQ, NEWERNO. nAPRIMER, FUNKCIQ f (x) = |
|
1 |
(0 < x < 1) NEPRE- |
||||||||||||||
|
x |
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
1 |
|
1 |
|
||
RYWNA, NO NE RAWNOMERNO (DLQ x = ; y = 2 : jx , yj < ; jx |
, yj > |
> 1 |
|||||||||||||||
DLQ WSEH 2 (0; 1)). |
! R NEPRERYWNA, TO ONA I RAWNOMERNO NEPRERYWNA. |
||||||||||||||||
|
7. eSLI f : [a; b] |
||||||||||||||||
pUSTX NAPROTIW, |
9" > 0 8 > 0 9x; y 2 E (jx ,yj |
< ;jf(x) , f (y)j "). |
|||||||||||||||
tOGDA DLQ k = |
1 |
(k 2 N) NAJDUTSQ xk; yk 2 [a; b] TAKIE, ^TO |
|
|
|
|
|
||||||||||
k |
|
|
|
|
|
||||||||||||
( ) |
|
|
|
1 |
jf (xk ) , f(yk )j " (k 2 N): |
|
|
|
|
|
|||||||
jxk , ykj < k ; |
|
|
|
|
|
49
pOSLEDOWATELXNOSTX (xk ), BUDU^I OGRANI^ENNOJ, OBLADAET SHODQ]EJSQ POD-
POSLEDOWATELXNOSTX@ (xkj ) : xkj ! c 2 [a; b]. tOGDA ykj = (ykj ,xkj )+xkj !
c. tAK KAK f NEPRERYWNA W c, TO f(xkj ) , f (ykj ) ! f(c) , f(c) = 0, ^TO PROTIWORE^IT ( ). >
x25. pRODOLVENIE PO NEPRERYWNOSTI
pUSTX f : E ! R RAWNOMERNO NEPRERYWNA NA E, I E0 | MNOVESTWO WSEH PREDELXNYH TO^EK MNOVESTWA E. tOGDA f DOPUSKAET RAWNOMERNO
NEPRERYWNOE PRODOLVENIE NA E [ E0 . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
tREBUETSQ DOKAZATX, ^TO SU]ESTWUET f~ : F ! R, RAWNOMERNO NEPRERYW- |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
NAQ NA F |
E [ E0 I TAKAQ, ^TO f~jE = f . dLQ KAVDOJ TO^KI a 2 E0 PO |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||
KRITERI@ kO[I 19.4 SU]ESTWUET lim f (x). pOLOVIM |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x!a |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
f~(a) = |
|
f(a); |
|
|
|
|
|
ESLI a 2 E, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
( xlim!a f (x); |
|
|
ESLI a 2 E0nE . |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
uBEDIMSQ, ^TO f~: F |
R RAWNOMERNO NEPRERYWNA. pO USLOWI@ |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||
8 |
" > 0 |
9 |
> 0 |
8 |
x0; x00 ! E |
( x0 |
, |
x00 |
j |
< |
|
3 |
) j |
f(x0) |
, |
f (x00) |
< "=3). pUSTX |
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
j |
|
|
|
|
|
|
|
|
; 00 |
j |
|
|
0; 00 < ) |
||||||||||||||
y; z 2 F TAKOWY, ^TO jy , zj < . tOGDA NAJDUTSQ 0 |
(0 |
< |
||||||||||||||||||||||||||||||||||
TAKIE, ^TO |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
jx0 |
, yj < 0 |
|
) jf (x0) |
, f~~(y)j |
< "=3 (x0 2 |
E); |
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
jx00 |
|
, zj |
< 00 |
|
) jf (x00) , f (z)j < "=3 (x00 2 E): |
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
tEPERX, WYBRAW x0 2 (y , 0; y + 0) \ E; x00 |
2 (z00 , 00; z + 00) \ E, POLU^IM |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
j |
f~(y) |
, |
f~(z) |
f~(y) |
, |
f (x0) + |
f (x0) |
, |
f (x00 ) + |
j |
f (x00) |
, |
f~(z) |
< " |
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
j j |
|
|
|
j j |
|
|
|
|
|
|
j |
|
|
|
|
|
j |
||||||||||||
(MY U^ITYWAEM, ^TO jx0,x00j jx0,yj+jy,zj+jz,x00j < 3 ). uTWERVDENIE |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DOKAZANO (SM. POD^ERKNUTYJ• |
TEKST). |
|
> |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
x26. nEPRERYWNOSTX OBRATNOJ FUNKCII |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||
|
1. pUSTX E | PROMEVUTOK W R (SM. 7:1) I f : E ! R STROGO WOZ- |
RASTAET (UBYWAET) I NEPRERYWNA. tOGDA OBRATNAQ FUNKCIQ g : F ! R STROGO WOZRASTAET (SOOTWETSTWENNO UBYWAET) I NEPRERYWNA.
w SILU 4.2 NUVNO USTANOWITX NEPRERYWNOSTX g W KAVDOJ TO^KE 2 F . pUSTX DLQ OPREDELENNOSTI• E = [a; b]. pUSTX c 2 [a; b] TAKOWO, ^TO f(c) =
50