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

1. Понятие предела (1 с.) +

.pdf
Скачиваний:
5
Добавлен:
03.06.2015
Размер:
437.4 Кб
Скачать

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

11

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

2

3x 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x 2

 

 

 

 

1

 

lim x 2

 

 

1

.

 

 

lim

 

 

lim

 

 

 

 

 

 

x 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x 1 3x2 x 4

 

 

x 1

 

 

 

 

 

 

4

 

3

 

 

4

 

7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

lim x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Задача 1.19. Пользуясь определением непрерывности по Коши, показать, что

функция f x 5x2 5 непрерывна в точке x 8.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8 325. По опре-

Р е ш е н и е. Значение функции в точке x0 8 равно f

делению функция будет в точке x0 8 непрерывной, если

 

 

 

 

 

 

0 0 :

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x 8

 

 

5x2 5 325

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Решаем последнее неравенство, чтобы найти промежуток числовой оси M такой,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

что как только x M , так сразу

5x2 5 325

. Имеем:

 

 

 

 

 

 

5x2 5 325

 

 

 

5x2 320

 

 

64

 

x2 64

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

64

 

 

 

64

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таким образом,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5x2 5 325

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

64

 

,

 

64

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а это и означает, что функция в точке x0 8 непрерывна.

 

 

 

 

 

Задача 1.20. Найти и классифицировать точки разрыва функции

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 x,

 

 

 

x 0;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

f x

cos x,

 

 

0 x ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Р е ш е н и е. Функция непрерывна в промежутках

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

, 0 , 0,

 

 

 

 

 

,

 

 

 

, .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Исследуем функцию в точках 0 и

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Так как

 

 

 

 

 

 

lim 2 x 2 ,

 

 

 

 

 

 

 

f x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

lim

 

f x

 

 

 

 

lim

 

 

lim cos x 1,

 

 

 

x 0 0

 

 

 

 

 

x 0 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x 0 0

 

 

x 0 0

 

 

 

 

 

12

то x 0 является точкой разрыва первого рода, в ней функция испытывает ска-

чок

f x lim f x 2 .

 

 

 

 

 

 

lim

 

 

 

 

 

 

x 0 0

 

 

x 0 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Далее имеем:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

f x lim 0 0 .

lim

f x

lim

cos x 0

,

 

lim

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x 2 0

 

 

 

x 2 0

 

 

 

 

 

x 2 0

x 2 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Так как f

0, то

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

lim

f x

lim

 

 

 

 

 

 

f x f

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

x 2 0

 

 

 

x

2 0

 

 

 

 

 

 

 

 

и функция в точке

x

 

непрерывна. Таким образом, функция непрерывна на

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

всей числовой оси

R , кроме точки x 0, которая является точкой разрыва пер-

вого рода.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Задача 1.21. Найти точки разрыва функции, определённой формулой

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x 3,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9 ,

 

 

 

 

 

 

 

 

f x 3x

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1,

 

 

x 3,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

дать их классификацию.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Р е ш е н и е. Вычислим односторонние пределы при x 3:

lim

f x

lim

1

 

 

 

1

;

 

3x2 9

 

 

x 3 0

 

 

 

x 3 0

 

 

18

 

 

lim

f x

lim

1

 

 

 

 

1

.

 

3x2 9

 

 

 

 

 

x 3 0

 

 

 

x 3 0

 

 

18

 

Итак, пределы слева и справа существуют, равны, но не равны значению функции в точке x 3:

lim

f x lim

f x

 

1

 

1.

18

x 3 0

x 3 0

 

 

Имеем точку разрыва первого рода, а именно, точку устранимого разрыва. Задача 1.22. Вычислить предел

lim 2x sin x . x 0 1 cos x

Р е ш е н и е. Непосредственно вычислить предел нельзя. Поэтому заметим,

что

 

lim 2x sin x 0, lim 1 cos x 0.

x 0

x 0

13

Таким образом, функции в числителе и знаменателе при x 0 являются бесконечно малыми функциями.

Для нахождения предела их отношения заменим эти функции эквивалентными бесконечно малыми при x 0 функциями. Вспомним, что

lim

sin x

1,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x 0

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

то есть, sin x x при x 0.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Далее, вспоминая, что 1 cos x 2sin2

x

и заменяя sin

x

 

x

, получим,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

2

2

 

что 1 cos x 2sin2

x

2

x2

 

x2

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

4

2

 

 

 

 

 

 

 

Теперь предел легко находится как предел отношения эквивалентных бесконечно малых функций:

lim

2x sin x

lim

2x x

4.

1 cos x

x2

x 0

x 0

 

 

 

 

2