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

Диференціальне числення ФОЗ

.pdf
Скачиваний:
8
Добавлен:
20.05.2015
Размер:
1.08 Mб
Скачать

12. & .

# ', * + , " - ' ' 4 , * " *3 ( . & + * -

* – %. 7, /.$', ?.–2.2 + ).3..

! (* ( y = f ( x ) (a,b)

c " " "

$ . ), % c f (c ) , f (c ) = 0 .

. % " , c " y = f ( x) ! , (! *3 (a,b) ". # x (a, c ) (c,b ) :

f ( x ) < f (c) . . ' x = c

x , ! c + x -

+ (a,b) . 7 " y = f ( x) , y =

= f (c +

x) f (c ) < 0 . $":

 

f (c ) = lim

f (c +

x) f ( x)

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x→0

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8

x > 0 ,

y

< 0 , f (c ) ≤ 0 ( ! "

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

). " x < 0 ,

y

> 0 ,

f (c ) ≥ 0 . 6 -

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

( ,,

f (c ) = 0 . # .

5" , ( ( : " c " - " , (! *3 ! ( 3 (a,b) ", (

, , " * Ox ( . 20 ,

!).

 

!

$ . 20.

* 7 %’, (1601–1665) – ( * ( . $ ,

, + ! ( ' * ". &-

7.

42

". # + " , , " -

! . . , " y = x "- , (! *3 [0;1] " x = 1, ( ) (

,: y′ = 1. ', '.

! '*. ( y = f ( x )

1)$ [a,b] ,

2)(a,b) ,

3) $ [a,b] " $ , " f (a ) = f (b) .

) (a,b) $ c , % -

f (c ) = 0 .

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

' ' & (, 3 ( . «& ») - " , * ( 3 " m (! *3 -

" M . ), m f ( x) M . $" + . 1). m = M . # f ( x ) = const [a,b] , + f ( x ) = 0 x (a,b ) , !

" c + " ! * " (a,b) .

2). m < M . # f (a ) = f (b) ,, ! *

! , * " " [a,b] . % " ,

" " ", * " M , ! c (a,b) : f (c ) = M . c

" , * " (! *3 " (a,b) , + - ' 7 f (c ) = 0 . # .

6 " ,, -

(a,b) , ! c , " (

* Ox . . . 21 c1 c2 .

$ . 21.

* $* / 3 * (1652–1719) – * ( . % ' !.

43

6 $" , : " " -

t1 t2 , , * " + ", , ( +

, ! x(t1 ) = x(t2 ) , + (t1 , t2 ) ( * " (

t , " ( , 3 * ! ' ': v(t ) = = x′(t ) = 0 . & ( , ( 3 ".

". & $" ,, ! " -! ! * + " . $"

.

1. & * 3 , ! ' * '. $" [0; 1] ' ( . 22).

x, 0 ≤ x < 1, f (x ) =

0, x = 1.

$ . 22.

" , , , " ( ', ', *

f( x ) = 1 x (0;1) .

2.& * , 3 3 * 3 '. # " ' f ( x ) = x [−1;1] ( . 23).

$ . 23.

44

6 , c (−1;1) , f (c ) = 0 , * f ( x ) = 1 x (0;1) , f ( x ) = −1 x (−1;0) , x = 0 , ( . . 3).

3. & * * , 3 3 3 . $"

' y = x [0;1] ( . 24). 0 , " (

' ! ', * f ( x ) = x′ = 1 x (0;1) .

$ . 24.

6 $" ' * . $ 1. * "

. $ 2. & % $

T , " (kT , (k +1)T ) ( k ) ,

.

! % & "*. & % y = f ( x ) $ [a,b]

(a,b) , (a,b) $ -

c , % : f (b) f (a ) = f (c )(b a ) .

. & + ' ϕ( x ) = f ( x ) + λx , λ

! , : ϕ(a ) = ϕ(b) . # f (a ) + λa = f (b ) + λb , :

λ = − f (b) f (a ) . b a

# " y = ϕ( x ) [a,b] * "

$". (, [a,b], " (,

( (a,b) " ( (, "

[a,b] ( , ". 6 $" c (a,b) ,ϕ′(c) = 0 . * ϕ′( x) = f ( x) + λ ,

* 2 + ?–2 (1736–1813) – ( * ( , -

( ". 6 ! ( .

45

f (c ) = −λ = f (b) f (a ) , b a

( ! ! .

# 2 + , ( ( . $"

y = f (x ) [a,b] ( . 25). % AB . > (

,:

tg α =

 

 

 

=

f (b) f (a )

.

 

 

BC

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

AC

 

 

b a

 

 

 

 

 

 

 

 

$ . 25.

6 3 !, *

f (c ) = f (b) f (a ) = tg α , b a

,, ( , -

, " c , , - , , ! * (. #

2 + ,, -

(a, b) ( * " ( c , " ( , -

, * ( AB . . . 25

c1 c2 .

# 2 + , + '. 8 x = x(t) (t1 t t2 ) – , , * ", 3 "

x (t2 ) x (t1 )

t2 t1

, ' 3 * + [t1 ,t2 ] . # 2 +

+ ,, ( * " t* (t1 < t* < t2 ), " ( , 3-

* x(t* ) ! ' (: 46

x(t* ) = x (t2 ) x (t1 ) . t2 t1

#. " y = x3 − 2x [−1;1] ( , " (

* (.

/ ,: f (a ) = (−1)3 − 2(−1) = 1,

f (b) = 1 − 2 1 = −1, f (x ) = 3x2 − 2 . #

' 2 +:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

f (c ) = 3c2 − 2 =

f (b) f (a )

=

 

−1 −1

 

= −1,

 

1 − (−1)

 

 

 

 

 

 

b a

 

 

 

 

 

 

3c2 = 1; c = ±

1

 

, ! c = −

1

 

, c

=

1

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

1

 

3

2

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

# 2 + ( ' * )

! *3.

! ) ** ( y = f (x ), y = g ( x) $

[a,b], (a,b), x (a, b) : g( x ) ≠ 0 . ) (a,b) $ c ,

% :

f (b) f (a )

=

f (c)

 

 

.

g (b) g (a )

g(c )

. 8 2 +, + ':

ϕ( x) = f ( x) + λg (x ) ,

λ ! , : ϕ(a ) = ϕ(b) . #:

f(b) f (a )

λ= − g (b) g (a ) ,

+ " y = ϕ( x ) [a,b] * ", $ -

", " ' c (a,b) : ϕ′(c) = 0 . * ϕ′( x) = f (x ) + λg(x ) ,f (c ) + λg(c) = 0 , +:

f (c ) f (b) f (a ) g(c) = g (b) g (a ) .

# .

# 2 + , 3 ( g (x ) = x ).

2 + * +, ". / + " + ", 3 -

2 +, : y = f (x ) y = g ( x) [a,b] -

* "' *, , 2 +, :

* 3 ) '–2 (1789–1857) – ( * ( . 6 ! (

, ( (, * " *, !.

47

f (b ) f (a )

=

f (c)(b a )

=

f (c )

 

 

 

.

g (b ) g (a )

g(c )(b a )

g(c)

. c " + 2 + ", * (

(:

f (b) f (a )

=

f (c1 )(b a )

=

f (c1 )

 

 

 

 

 

.

g (b) g (a )

g(c

)(b a )

g(c

)

 

 

2

 

 

2

 

 

3 + , " * c , " ! (. 0 3 ", " + , : 3 ,

g(x ) ≠ 0 x (a,b ) . 5 , + g(c) * " +

. + , 3 ( : g (b) g (a ). : + g (b) g (a ) ≠ 0 ? 6’" , * ", (. (, " ! -

* * g (a ) = g (b) , " y = g (x) [a, b] -

* " ! $", " ( (a,b) -! c , g(c ) = 0 , 3: g( x ) ≠ 0

x (a, b).

" 3 – + , ( 2-

+. " , ! * ", ( " "

y = f ( x) (a x b) , , 2 +, -

: x = ϕ(t), y = ψ(t) , α ≤ t ≤ β ; ϕ(α) = a, ϕ(β) = b , f (a) = ψ(α) ,

f (b) = ψ(β) , f ′( x) = ψ′(t)ϕ′(t) . # 2 + ! , ":

 

ψ(β) − ψ(α)

=

ψ′(t )

 

 

 

 

,

(12.1)

 

ϕ(β) − ϕ(α)

 

 

 

ϕ′(t )

 

t – " t , " ψ′(t )

ϕ′(t ) = f ′(c) . # !

3. 2 (12.1) + , ( -

, , ’, , x = ϕ(t), y = ψ(t) , α ≤ t ≤ β ,

– ( , " ( 3 ( , , " -

, ' t = t .

13. # %.

. 3 + + " !-

" * ( (

! ( %*). ( y = f (x ), y = g ( x) $ -

(a,b) , lim f ( x) = 0 ,

xa+0

* 2 * ( 7 (1661–1704) – * ( . & 3 ( - * " « ».

48

lim

g ( x) = 0 ,

x (a,b) : g′( x) ≠ 0 . ), %

xa+0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

lim

f ( x )

= K , , lim

f (x )

, ",

 

 

xa+0 g( x)

 

 

xa+0 g ( x )

 

"

 

 

 

 

 

 

 

 

lim

f (x )

=

lim

f ( x )

= K .

 

 

 

 

 

 

xa+0 g ( x )

xa+0 g( x)

 

 

.

.( x (a,b) . f ( x) g ( x)

a , ': f (a) = g (a) = 0 . # ,,

f ( x) g ( x) [a, x] . # * "' * -

3, " ( , ξ (a, x) ,

f (x)

=

f ( x) − f (a)

=

f ′(ξ)

.

(13.1)

 

 

 

g ( x) g ( x) − g (a) g′(ξ)

 

8 x a + 0 , ξ → a + 0 , , lim

f ′(ξ)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ξ→ a+0 g′(ξ)

# (13.1) , " lim

 

f (x)

= K .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

xa+0 g (x)

 

 

 

 

" 1.

# ! , , x a − 0

x a .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

" 2.

# , a = + ∞ ! a = − ∞

lim

f ( x) = lim g ( x) = 0 , g′( x) ≠ 0 x > x , ,

lim

f ′( x)

= K

 

x→ + ∞

x→ + ∞

0

 

x→ + ∞ g′( x)

 

 

 

=K .

,"-

. 0

* ,

lim

f ( x)

= K . (,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x→ + ∞ g ( x)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

1

 

 

 

f

(x )

 

f

 

 

 

 

 

 

 

f

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

lim

= lim

z

 

= lim

 

 

z

 

= lim

g

(

x

)

g

 

 

1

x→ + ∞

 

 

z→ + 0 1

z→ + 0

 

 

 

 

 

 

 

 

z→ + 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

g

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z

 

 

 

#. 6 ( '

 

lim

e3 x e2 x

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x→ 0

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

":

1

 

 

 

1

 

 

 

 

f

 

 

 

 

 

 

f (x )

 

 

 

z2

 

 

z

 

 

 

 

= lim

.

1

 

 

 

1

 

 

 

x→ + ∞ g( x)

g

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

z 2

 

 

 

z

 

 

 

 

 

 

 

/ , *

0

. 6 , 2 " (!, " +-

 

 

 

 

0

 

+ * , «,»).

 

e3 x e2 x

 

3e3 x − 2e2 x

 

lim

 

= lim

 

= 3 − 2 = 1.

x

1

x→0

x→0

 

 

 

 

 

 

 

 

49

" 3. 8 f ( x ), g( x) * "' * ,( y = f ( x ), y = g ( x) , 2 " +

. # :

lim

f ( x )

= lim

f ( x)

= lim

f ′′(x )

.

 

 

 

xa g (x )

xa g(x )

xa g′′( x)

0 , , 2 " + -

, ( " .

#.

 

x − sin x

 

0

 

 

1 − cos x

 

0

 

 

sin x

 

0

 

 

cos x

 

1

 

lim

 

 

=

 

 

= lim

 

 

=

 

 

= lim

 

=

 

 

= lim

 

=

 

.

x

3

 

3x

2

 

 

 

6

6

x→ 0

 

0

 

x→ 0

 

0

 

x→ 0 6x

0

 

x→ 0

 

 

6 ' 2 " +

.

!. (

 

y = f ( x), y = g ( x) $

x > x0 , g′( x) ≠ 0 x > x0 ,

lim f (x) = + ∞ ,

lim g (x) = + ∞ .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

xx0

xx0

), % lim

 

f (x )

, lim

f (x )

, :

 

 

 

 

 

 

xx0 g( x)

xx0 g ( x)

 

lim

f (x )

= lim

 

f (x )

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

xx0 g ( x)

xx0 g( x )

 

 

 

 

" , *. 6 + *, -

' + , * " x0 = + ∞ , x0 = − ∞ , x0 = ∞ .

#.

1. 6 (

 

3x2

+ 2x − 1

lim

 

 

.

 

 

x→ + ∞ 4x2

− 5x + 6

5' ' + ! ! " 2 " 3 "

" * x2 . % 2 " ( -

,:

 

3x2 + 2x − 1

 

 

6x + 2

 

6

 

3

 

lim

 

 

 

 

=

 

 

=

lim

 

=

 

 

=

lim

 

=

 

.

 

2

− 5x + 6

 

 

 

 

4

x→ + ∞ 4x

 

 

 

x→ + ∞ 8x − 5

 

 

x→ + ∞ 8

 

 

2. 6 ( lim

ln x

 

(α > 0).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x→ + ∞ xα

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

/ , * , 2 " ,:

* " + (, , : ./.7 *. * -

* ", .1. – /.:”. ”, 1969. – .320–321.

50

 

ln x

 

 

1

1

 

1

 

 

 

 

x

 

 

lim

 

=

lim

=

 

lim

 

= 0 .

 

 

 

 

x→ + ∞ xα

 

x→ + ∞ αxα−1

 

α x→ + ∞ xα

 

6 * ,, " , * 3, + ! * " " .

3. 6 (

lim xα (α > 0) .

x→ + ∞ ex

6 , * . 6 , 2 ", -

* . $" .

). α = n . 6 , 2 " n . ) ,:

lim

xα

=

lim

nxn−1

= lim

n (n − 1) xn−2

= ... =

 

 

 

 

 

ex

x→ + ∞ ex

 

x→ + ∞ ex

 

x→ + ∞

 

= lim

n (n − 1)L2 x

 

= lim

n!

= 0 .

 

 

 

 

x→ + ∞

 

ex

 

x→ + ∞ ex

 

 

!). α . %: n = [α] + 1 ( [α] α ).

# α − n < 0,

α − n + 1 > 0 . «% ,» n . ) ,:

lim

xα

= lim

αxα−1

= L = lim

α (α − 1)L(α − n + 1) xα−n

=

 

ex

 

ex

x→ + ∞ ex

x→ + ∞

x→ + ∞

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

= α (α − 1)L(α − n + 1) lim

 

 

= 0 .

 

 

 

 

 

 

 

 

x→ + ∞ xn−αex

 

 

6 * ,, , 3 3, + ! * " -

" .

6 ' 2 " + 3

3 " " (

0

!

.

 

 

 

0

 

#.

 

 

 

 

 

 

1. lim (2 − x )tg

πx

.

 

 

 

4

 

 

 

x→ 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

# * 0 ∞ . 6

0

, "

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

, 2 ":

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

lim (2 − x )tg

πx

= lim

2 − x

 

=

0

= lim

 

 

−1

 

 

 

 

=

4

lim sin2

πx

=

4

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x→ 2

4 x→ 2

ctg

πx

 

 

0

 

x→ 2

 

1

 

 

 

π

 

 

π x→ 2

4 π

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

sin

2 πx

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

51