Файл: Зайцев И.Л. Элементы высшей математики для техникумов учебник.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 11.04.2024
Просмотров: 359
Скачиваний: 10
130- |
ТЕО РИ Я П Р ЕД ЕЛ О В |
[ГЛ. V |
поэтому равенство (13) можно переписать так: |
|
|
площадь сектора равна половине |
произведения |
т. е. |
(14) |
|
длины дуги на радиус. |
|
|
С у м м а ч л е н о в б е с к о н е ч н о ' у б ы в а ю щ е й |
||
г е о м е т р и ч е с к о й п р о г р е с с и и . Из |
алгебры изве |
стно, что сумма членов убывающей геометрической про
грессии |
Sn |
а |
1 |
aqn |
1 |
|
|
|
— |
—q |
где U K . |
|
|
|
|
В правой части этого равенства разделим почленно чис литель на знаменатель, получим:
а |
aqn |
(15) |
I —Я ~ |
1—я |
Пусть число членов этой убывающей прогрессии неогра ниченно возрастает. Перейдем к пределу в равенстве (15) при п — *оо и применим теорему III § 45:
lim sn — lim -------lim — . (16)
Мы знаем, что предел постоянной есть сама постоянная,
т. е. |
lim |
t |
у |
|
. Согласно |
следствию 1 |
теоремы |
||||||
IV § 45 имеем: |
|
aq" |
|
— |
4 |
lim |
qn. |
|
|
||||
|
|
qn = |
|
Л->оо |
4 |
|
|
|
|
||||
|
|
Q. lim |
, |
1 |
q n - ¥ oo |
|
|
|
|||||
Ho |
lim |
|
|
Поэтому |
равенство (16) можно |
пере- |
|||||||
|
П->оо |
|
|
|
образом: |
|
|
|
|
|
|
|
|
писать следующим |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
lim |
Sn |
|
1 |
|
— <7- |
• 0 |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Этот |
предел |
и называют |
|
|
|
|
|
|
|||||
суммой s бесконечно |
убываю |
||||||||||||
|
|
|
Итак, |
|
|
||||||||
щей геометрической прогрессии. |
|
(17) |
|||||||||||
|
|
|
|
|
s |
|
|
|
|
||||
О б р а щ е н и е д е с я т и ч н о й п е р и о д и ч е с к о й |
|||||||||||||
д р о б и |
в о б ы к н о в е н н у ю . |
|
Применим формулу |
(17) |
§ 46] П Р И Л О Ж Е Н И Е Т ЕО Р И И П Р Е Д Е Л О В К ВЫ Ч И С Л ЕН И Ю 131
к обращению десятичной периодической дроби в обык новенную.
|
П р и м е р |
1. |
Обратить |
периодическую |
дробь |
|||||
0,444 |
. . . = 0, (4) *) |
в обыкновенную. |
|
|
|
|||||
|
Р е ш е н и е . |
Представим данную дробь в следующем |
||||||||
виде: |
0,444 |
. . . |
= 0,4 + |
0,04 + 0,004 + . . . |
|
|||||
Мы |
получили |
бесконечно |
убывающую |
геометрическую |
||||||
прогрессию, у которой первый член |
а |
= |
0,4, знаменатель |
|||||||
9 |
= 0,1. Сумма |
ее членов по формуле (17) будет: |
|
|||||||
|
|
|
|
0.4 |
0,4 |
|
4 |
|
|
|
|
П р и м е р |
2. |
1 — 0,1 |
0,9 |
|
Э ’ |
|
|
дробь |
|
|
Обратить |
периодическую |
||||||||
0,3535 . . . = 0,(35) **) в обыкновенную. |
|
|
||||||||
|
Р е ш е н и е . |
Перепишем ее в следующем виде: |
|
|||||||
|
|
0,353535 . . . = |
0,35 4- 0,0035 + |
0,000035 + . . . |
|
Опять имеем бесконечно убывающую геометрическую прогрессию, у которой а — 0,35, q = 0,01, а сумма ее по формуле (17) равна
0,35 |
0,35 |
~ |
35 |
■ |
1 -0 ,0 1 |
0,99 |
99 |
Итак, чистая периодическая дробь равна обыкновен ной дроби, у которой числитель есть число, равное пери оду, а знаменатель — число, изображенное цифрой 9. по
вторенной столько раз, сколько цифр в периоде. |
дробь |
||
П р и м е р 3. |
Обратить |
периодическую |
|
0,5666 . . . = 0,5(6)***) в обыкновенную. |
|
||
Представим эту дробь в следующем виде: |
|
||
0,5666 . . . = |
0,5 + 0,06 + |
0,006 + 0,0006 + . . . |
|
*) Повторяющееся число 4 называется периодом, оно часто |
|||
пишется а скобках. |
Заметим, что |
данная дробь называется ч и- |
с т о й периодической, так как период начинается сразу после запятой.
**) Здесь повторяющееся число 35 тоже |
период, |
а дробь — |
||
чистая периодическая. |
|
смешанной |
|
|
***) Данная дробь |
называется |
периодической, так |
||
как между запятой и |
периодом имеется число, не |
относящееся |
||
к периоду.5* |
|
|
|
|
132 |
ТЕО РИ Я П Р ЕД ЕЛ О В |
[ГЛ. V |
Члены в правой части этого равенства, начиная со вто рого составляют бесконечно убывающую геометрическую прогрессию, у которой
Применяя формулу |
а = 0,06, |
<7 = 0 , 1 . |
|
|
|||
(17), имеем: |
6 |
|
|
||||
|
|
|
0,06 |
0,06 |
|
|
|
|
|
|
1 — 0,1 — |
0,9 — |
90 ■ |
|
|
Вся же сумма в правой части равна |
51 _ 5 6 - 5 |
||||||
п с |
, 6 |
5 . 6 |
5 - 9 + 6 |
— |
|||
и ’ ° |
•" 90 |
10 |
90 |
90 |
90 |
90 ’ |
|
П р II м ер 4. |
Обратить |
смешанную |
периодическую |
||||
дробь 0,3252525 |
. . . = 0,3(25) в обыкновенную. |
||||||
Р е ш е н и е . Представим |
данную дробь в следующем |
||||||
виде: |
|
0,3 + 0,025 + 0,00025 + |
0,0000025 + . . . |
||||
0,3252525 .... = |
В правой части этого равенства, начиная со второго члена, мы имеем бесконечно убывающую геометрическую прогрессию, у которой
По формуле |
(17) |
<2 = |
0,025, |
<7 = |
0,01. |
|
|
|
имеем: |
0,025 |
25 |
|
|
|
|||
|
|
0,025 |
|
|
|
|||
|
|
I -0 ,0 1 ~ |
0,99 ~ |
990 ’ |
|
|
|
|
Вся же периодическая дробь равна |
322 |
325 - |
3 |
|||||
n n I 25 |
3 |
~Т~. |
25 |
3-99 + |
25 |
|||
U,d “г" 990 — 10 |
|
990 ~ |
990 |
— |
990 |
990 |
' |
Таким образом, смешанная периодическая дробь рав на обыкновенной дроби, у которой числитель есть число, стоящее до второго периода, без числа, стоящего до пер вого периода, а знаменатель — число, изображенное цифрой 9, повторенной столько раз, сколько цифр в пе риоде, со столькими нулями на конце, сколько цифр между запятой и первым периодом.
,§ 47. Предел функции. I. Пусть дана функция
у = х2 — 4. |
(1) |
§ '17] П Р ЕД ЕЛ Ф УН КЦ И И 133
О пределе функции можно говорить только при усло вии задания предела, к которому стремится ее аргумент х\ без этого условия вопрос о пределе функции не имеет смысла.
Положим, что X —*■ 3; посмотрим, существует ли при этом условии предел данной функции и если существует, то какой *).
Говоря о пределе переменной в § 43, мы показали, что эта переменная может стремиться к своему пределу, из меняясь разными способами.
Пусть в нашем примере х принимает такую последо вательность значений:
3,1; 3,01; 3,001; 3,0001; . . . ->3;
тогда функция (1 ) получит соответственно значения:
5,6; 5,06; 5,006; 5,0006; . . . -> 5 .
Мы видим, что данная последовательность значений функции имеет предел, равный 5.
Если в равенстве (1) аргументу дать значения: 2,9; 2,99; 2,999, 2,9999; -> 3 ,
то и в этом случае предел последовательности значений функции будет тот же, в чем легко убедиться соответ ствующими вычислениями.
Итак, функция (1) имеет предел при п —* 3, равный 5. Это записывают так:
lim (х2 — 4) = 5.
X 3
Показанный выше способ нахождения предела функ ции громоздок, поэтому на практике он не применяется.
Доказанные нами теоремы о пределах (§ 45) |
позволяют |
||||||||
упростить решение этой задачи. |
|
|
|
|
|||||
П р и м е р |
1. Найти lim (л — 4). |
|
|
|
|||||
|
|
|
х->3 |
:2 |
|
|
|
|
|
Р е ш е н и е . |
теорему |
III и следствие |
2 |
||||||
Применяя |
|||||||||
теоремы IV оx->3пределах, получим:x->3 |
|
— lim 4 = |
З — 4 = |
5. |
|||||
1іт(х |
2 |
— 4) = lim л — lim 4 = |
(1ітх |
) 2 |
|||||
|
|
:2 |
|
|
2 |
|
x->3
*) В полных курсах анализа дается определение понятия пре дела функции. Ввиду сложности этого определения мы не находим возможным здесь его приводить.