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: 357
Скачиваний: 10
§ 48] |
|
|
|
|
л |
П Р Е Д Е Л |
О ТН О Ш ЕН И Я |
(SIN Х);Х |
ПРИ |
Х-+0 |
|
|
|
|
|
|
— |
139 |
|||||||||||||||||
|
lim |
|
|
|
+ |
Зл |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 л 3 + |
З л 2 |
|
|
|
|
|
|
х |
|
I |
||||||||
II. |
|
|
2 |
: 3 |
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
1 2 . |
П |
т |
|
|
1 3 . |
|
л 2 + |
X 2 |
— |
||||||||||||
|
|
|
4 а 2 — |
|
X 2 |
|
|
|
|
|
|
X |
|
|
|
|
4 л |
|
5 |
||||||||||||||||
|
*-»■0 |
|
|
|
2 х |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
х - » о |
|
|
2 |
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
— 1 |
|||||
1 4 . |
х->2а |
|
х |
|
2 а |
|
|
|
|
1 5 . |
х-*2 |
л2 |
|
л+ - |
2 — 6 |
• |
х |
П т |
■ |
|
X + |
|
|
5 |
|
|
|||||||||
i m |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
П т |
|
|
|
|
|
л |
|
1 6 . |
Х -Я |
|
|
|
|
|
|
|||||||
1 7 . |
l i m |
|
|
|
X 2 — |
5 л + 6 |
|
|
|
|
|
. . |
|
|
л 3 + 2 7 |
|
-г$—5 |
|
л |
— |
|
3 |
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 8 . |
|
|
l i m |
--------- г - ^ — |
1 9 |
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
-»2 |
|
X' |
1 2 л : + 2 0 ' |
|
2 1 .х->П |
-тз |
х + 3 |
|
Д т з л 2 — 6 л + 9 * |
|||||||||||||||||||||||||
|
Х |
|
|
|
Ѵ а - Ѵ а = 7 |
|
|
+ л — 1 Пі- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
2 0 . |
1і т |
|
|
|
|
' 2 3 . х |
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
X |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
-»0 |
|
|
у..... |
|
|
|
|
|
|
->0 |
Ѵ і+х- ѴТ=Г |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
2 2 . |
хl |
m |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
П т |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
з |
|
|
|
X |
—■3 |
|
2 |
« |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
у х + |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
iiiii |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
->0 |
|
|
4 л |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
х - > |
|
|
|
|
|
|
1 |
— |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
2 4 . |
П |
т |
|
|
|
4 |
+ |
л |
|
|
|
л 2 У |
|
|
2 5 . хХ~>ооП т |
|
|
|
* 2 6 . |
|
П |
т |
|
|
|
|
|
|
|||||||
2 7 . |
П |
т |
|
|
|
-==-г |
|
|
|
|
|
|
2 8 . |
|
П |
т |
|
1 |
+ |
2 л 2 |
• |
Л |
2 9 . |
П |
Лт ->ооX |
|
|
|
X |
||||||
|
Х~>оо \ 9 JC |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
- |
лX22 + |
|
|
|
|
Г |
2 |
|
|
X |
3 |
||||||||
|
х->оо л: — IX |
|
|
|
|
|
|
|
» X U |
|
|
|
|
. |
|
|
|
|
|
+ л |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Х->оэ |
|
|
|
+ |
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
X4 + |
л |
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
3 0 . |
П |
т |
|
|
|
|
+ |
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
х->°° |
X 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
§ |
48. |
Предел |
|
отношения |
si" *- |
|
при |
х - * 0 . |
Так |
|
как |
|||||||||||||||||||||||
в данном |
случае |
|
1 |
|
: = |
|
0, |
|
то для |
нахождения |
предела |
||||||||||||||||||||||||
отношения |
|
S1" |
х- |
|
іш а |
|
- » 0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
при х |
|
|
|
|
нель |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
N |
|||||||||||||||
зя применить теорему о пределе |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
частного; |
нельзя |
|
также |
сделать |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
никаких преобразований |
для |
вы |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
числения |
предела |
данного |
|
отно |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
шения. |
|
Поэтому |
используем гео |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
метрические |
|
соображения. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
R |
Возьмем |
|
|
окружность |
|
радиуса |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
и |
|
|
центральный |
угол |
|
|
Mвы |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
раженный вANрадианной, |
|
Aмере |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
(рис. 75). Проведем хорду |
|
|
|
и |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
касательную |
|
|
|
|
|
|
пересекающую |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
продолжение |
|
радиуса |
ОМ |
|
в точ |
|
|
|
|
|
А AON . |
||||||||||||||||||||||||
ке |
N. |
|
Из рисунка видно: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
площ. Д Л О М < п л о щ . сектора Л СШ <п лощ . |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||
|
Выражая площади треугольников и сектора по фор |
||||||||||||||||||||||||||||||||||
мулам, можем переписать: |
|
|
|
|
О А - A N |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
О А - Р М |
< |
|
О А ■— A M |
< |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
140 |
ТЕО РИ Я П Р ЕД ЕЛ О В |
[ГЛ. V |
|
ОА
после сокращения на - у - получим:
P M < ^ A M < A N .
Разделим затем все члены последних неравенств на R:
РМ |
|
.A M |
AN |
( 1) |
R |
< - |
R |
< R |
Но
РМ
R = Sin X,
AN
R = tg X,
.AM — X,
R
поэтому неравенства (1 ) принимают вид:
s i n x < x < t g x
или
sin х < х <
Так как х — острый угол, то s i n x — величина положи тельная; разделив полученные неравенства на sinx, най дем: .
или |
,К. |
- s i n |
|
|
< |
1 |
|
|
X |
|
|
( 2) |
|||||
1 |
> |
|
. |
|
|
|||
|
|
------ > c o s x . |
|
|||||
Положим теперь, что х —>-0; тогда |
|
|||||||
Но так ках отношение |
|
C O S X —>-1. |
|
|||||
|
sm * |
|
согласно неравенствам (2) |
|||||
заключено |
между единицей |
|
и cosx, |
то оно и подавно |
||||
стремится к единице. |
|
-Л-----------1--------- 1-----3»- |
||||||
|
О |
|
cosjo |
76. |
sing7 |
7 |
||
|
-+- |
|
Рис. |
|
X |
|||
Это стремление отношения |
|
к единице хорошо |
выясняется, если величины, содержащиеся в неравен ствах (2), представить на координатной оси (рис. 76).
§ 49] |
Э К В И В А Л ЕН Т Н Ы Е Б ЕС К О Н ЕЧ Н О М АЛ Ы Е В ЕЛ И Ч И Н Ы 141 |
||
Итак, |
* - > 0 |
X X |
1 . |
|
sin |
|
|
|
lim |
|
|
§ 49. Эквивалентные бесконечно малые величины.
Эквивалентными называются бесконечно малые вели чины, предел отношения которых равен единице.
В § 48 был рассмотрен предел отношения двух беско
нечно |
малых |
величин |
|
sin |
х |
и |
х, |
0 причем |
|
этот предел |
||||||||
оказался равным единице; поэтому sinx и |
х — эквива |
|||||||||||||||||
лентные бесконечно малые при х - > |
. |
|
х |
|
|
х |
|
0 |
|
|||||||||
Можно указать и на другие эквивалентные беско |
||||||||||||||||||
нечно |
малые |
величины, |
например |
tg x |
и |
|
при |
|
->■ . |
|||||||||
В самом деле, |
sin |
X |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
lim - ^ - = lim |
X |
|
-»0 |
Xsin |
X |
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|||
COS |
|
|
|
X |
X |
|
|
|
|
COS |
|
|
|
|
||||
X |
|
lim |
COS |
|
|
|
|
|
X |
|
|
|
||||||
|
|
|
x |
|
|
|
sin |
|
|
|
|
|
|
= |
|
. |
||
|
|
|
|
|
:-> 0 |
|
|
X - + 0 |
c o s |
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
- |
lim |
|
X |
|
•lim — !— = |
1 - 1 |
1 |
|||||||
|
|
|
|
л |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
В подробных курсах анализа доказывается, что при отыскании предела отношения двух бесконечно малых величин каждую из них можно заменить ей эквивалент ной.
|
П р и м е р |
1. |
Найти |
Xlim0-----х ^— . |
что |
sinx и х |
при |
X |
Р0е ш е н и е . |
Мы уже |
показали, |
||||
|
► — эквивалентные бесконечно малые |
величины; |
по |
||||
этому в данном выражении можно |
sin у |
заменить |
его |
||||
аргументом |
у . |
Сделав это, получим: |
|
|
|
|
,. |
sin2f |
- |
|
|
(іТ |
|
\_ |
|
||
|
lim |
- |
х |
= хlim —-г - |
4 ’ |
||||||
|
*->о |
|
2 |
|
|
-*о |
х |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
П р и м е р |
2. |
Найти |
lim. , |
■ . |
: |
|
|
||||
')х- . |
|
Ьх— |
|||||||||
к |
г |
|
|
|
Ьх |
д |
^ 0 |
sin |
|
|
|
Р е ш е н и е . |
При |
х —>0 |
также а х —>0 и |
*0; по |
|||||||
этому |
sin ах |
й |
sin |
|
— бесконечно |
малые |
величины. |
142 |
ТЕО РИ Я П Р ЕД ЕЛ О В |
[ГЛ. V |
|
|
Заменяя sin ах и sin bx соответственно эквивалентными бесконечно малыми величинами ах и Ьх, получим
t. sin ал lim • . •
*->о sin bx
Найти:
ах |
«. |
а |
0 Ьх |
ь |
|
lim — = |
lim -г |
х+
Упражнекнп
1 |
И— |
тö —- А - |
|
|
2 |
X - » 0 |
COS X |
|
* - > 0 |
sin 2x |
|||||
l i.m |
|
|
. |
lim |
|
ax |
3. |
lim |
|
|
|||||
|
|
|
|
ix |
|
. |
|
|
2 X |
||||||
|
*-»0 sin*. |
|
|
->0 |
|
bx |
|
-»0 |
sin |
|
|||||
|
sin |
3 |
6 |
|
|
sin |
|
.7. |
|
||||||
x-*o |
• |
|
|
lim |
|
|
|
lim |
|
|
|||||
3xx |
|
|
x |
|
|
|
|
|
JC |
|
|
а
Т '
4. |
-» 0 |
sinX• |
|
xlim |
sin |
2 2x |
|
|
x - » 0 |
|
|
|
lim |
|
|
9. |
|
sin |
2 |
lim ----- =— . |
|||
. |
*-»o |
* 3 |
|
12 |
-»0 |
sin X ’ |
|
lim |
tg |
X |
|
X COS X |
|||
15. |
x |
X |
|
lim |
sin |
|
1 0 . lim sin-“ X x-*0 X*
13.lim X ctg X.
x- » 0
ie. nm
x - > 0 |
X |
|
. |
|
|
sin |
2x |
+ |
sin |
3x |
||
|
-» 0 |
|
|
X |
||||||
1 1 |
xlim |
|
sin |
2x |
sin |
|||||
|
|
14. |
|
|
X |
|
|
|||
|
|
x->0 |
|
|
|
|||||
|
|
lim |
lim |
sin |
2x |
|||||
|
|
|
|
17. |
|
|
||||
|
|
|
|
|
x - > 0 |
|
s i n x |
18. |
х-ю |
sin 3x |
19. |
lim sin 3x |
x~>° |
x |
|
|
. lim ■ |
- cosx |
||||||
lim |
|
|
X * |
20. lim |
- |
|
|
|
|
|
||||||
|
11111 rt • |
|
«-»Osh^x’ |
|
|
2 |
1 |
x |
-»0 |
|
|
|
||||
|
|
3 sin |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
+ - ^ ) |
|
|
|
|
В |
|
по |
|||||
|
§ 50. |
Предел выражения |
ПРИ я — |
|
||||||||||||
дробных |
курсах |
анализа |
доказывается, |
что |
предел |
|||||||||||
( 1 |
— |
|
при |
п -+ о о |
существует, что он |
больше |
2 |
и |
||||||||
|
+ |
j |
|
|
|
|
меньше 3 и выражается иррациональным числом. Для пояснения сказанного составим следующую таблицу зна
чений выражения ( і + ~ ) при возрастающих значе ниях п:
п
(і + - ) " V п )
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
1 0 |
1 0 0 |
1 0 0 0 |
2 2,25 2,37 2,44 2,49 2,59 2,705 2,717
Из таблицы видно, что по мере возрастания п выра жение ^ 1 также возрастает, замедляясь в росте..