- •K 2. Теорема Кронекера — Капелли
- •5. Кривая второго порядка
- •6. Поверхность второго порядка
- •Типы поверхностей второго порядка Цилиндрические поверхности
- •Поверхности вращения
- •Гиперболический параболоид («седло»).
- •Центральные поверхности
- •Предел функции по Гейне
- •Предел функции по Коши
- •Бесконечно малая величина
- •Бесконечно большая величина
- •Свойства бесконечно малых
- •Теорема
- •14. Предельный переход в неравенствах
- •16. Первый замечательный предел:
- •17. Второй замечательный предел
- •18. Непрерывность функции в интервале и на отрезке
- •19. Точки разрыва функции и их классификация
- •22. Понятие производной ф-ции. Непрерывность ф-ции, имеющей производную.
- •23. Понятие дифференцируемости функции.
- •24. Производная обратной функции.
- •25. Производная сложной функции.
- •26. Производная параметрически заданной функции.
- •27. Производная произведения двух функций.
- •28. Производная частного двух функций.
- •29. Теорема Роля.
- •30. Теорема Ла-Гранжа.
- •31. Теорема Коши.
- •32. Правило Лопиталя.
- •33. Экстремумы функций одной переменной (точки мах и мин).
- •34. Необходимое и достаточное условие монотонности функции.
- •35. Необходимое, достаточное условие экстремума
- •2. Достаточное условие экстремума.
- •36. Выпуклость, вогнутость функции. Точки экстремума.
- •37. Асимптоты.
- •38. Общая схема исследования функции одной переменной.
- •39. Частные производные и диффер. Функции нескольких переменных.
- •40. Производная от сложной функции нескольких переменных.
- •41. Производная неявно заданной функции.
- •42.Производная по направлению. Градиент.
- •43.Касательная плоскость. Нормаль к поверхности.
- •44. Необходимые, достаточные условия существования экстремума функции нескольких переменных.
Теорема
Предел частного (отношения) двух бесконечно малых величин не изменится, если одну из них (или обе) заменить эквивалентной величиной.
Пример
Заменяя sin 2x эквивалентной величиной 2x, получаем
14. Предельный переход в неравенствах
Арифметические операции над сходящимися последовательностями приводят к таким же арифметическим операциям над их пределами. В этом пункте покажем, что неравенства, которым удовлетворяют элементы сходящихся последовательностей, в пределе переходят в соответствующие неравенства для пределов этих последовательностей.
Теорема. Если элементы сходящейся последовательности {xn}, начиная с некоторого номера, удовлетворяют неравенству xn ≥ b (xn ≤ b), то и предел a этой последовательности удовлетворяет неравенству a ≥ b (a ≤ b).
Доказательство. Пусть все элементы xn, по крайней мере начиная с некоторого номера, удовлетворяют неравенству xn ≥ b. Требуется доказать неравенство a ≥ b. Предположим, что a < b. Поскольку a - предел последовательности {xn}, то для положительного ε = b - a можно указать номер N такой, что при n ≥ N выполняется неравенство |xn - a| < b - a. Это неравенство эквивалентно следующим двум неравенствам: -(b - a) < xn - a < b - a. Используя правое из этих неравенств, получим xn < b, а это противоречит условию теоремы. Случай xn ≤ b рассматривается аналогично. Теорема доказана.
Замечание. Элементы сходящейся последовательности {xn} могут удовлетворять строгому неравенству xn > b, однако при этом предел a может оказаться равным b. Например, если , то xn > 0, однако .
Следствие 1. Если элементы xn и yn сходящихся последовательностей {xn} и {yn}, начиная с некоторого номера, удовлетворяют неравенству xn ≤ yn, то их пределы удовлетворяют такому же неравенству:
В самом деле, элементы последовательности {yn - xn} неотрицательны, а поэтому неотрицателен и ее предел . Отсюда следует, что
Следствие 2. Если все элементы сходящейся последовательности {xn} находятся на сегменте [a, b], то и ее предел c также находится на этом сегменте.
В самом деле, так как a ≤ xn ≤ b, то a ≤ c ≤ b.
Следующая теорема играет важную роль в различных приложениях.
Теорема. Пусть {xn} и {zn} - сходящиеся последовательности, имеющие общий предел a. Пусть, кроме того, начиная с некоторого номера, элементы последовательности {yn} удовлетворяют неравенствам xn ≤ yn ≤ zn. Тогда последовательность {yn} сходится и имеет предел a.
Доказательство. Нам достаточно доказать, что последовательность {yn - a} является бесконечно малой. Обозначим через N* номер, начиная с которого выполняются неравенства, указанные в условии теоремы. Тогда, начиная с этого же номера, будут выполняться также неравенства xn - a ≤ yn - a ≤ zn - a. Отсюда следует, что при n ≥ N* элементы последовательности {yn - a} удовлетворяют неравенству
|yn - a| ≤ max {|xn - a|, |zn - a|}.
Так как и , то для любого ε > 0 можно указать номера N1 и N2 такие, что при n ≥ N1 |xn - a| < ε, а при n ≥ N2 |zn - a| < ε. Пусть N = max{N*, N1, N2}. Начиная с этого номера, имеет место неравенство |yn - a| < ε. Итак, последовательность {yn - a} - бесконечно малая. Теорема доказана.