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

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

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.