Файл: Тарасов, Н. П. Курс высшей математики для техникумов учебник.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 16.10.2024

Просмотров: 186

Скачиваний: 2

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

Таким образом, например, находим

 

lim

sinx =

sin •?•= 1,

 

я

 

л

 

lim

t g x =

t g - J = l ,

lim

lg sin л; = lg sin ~ — lg 1

я

 

 

^

И Т. П.

 

 

 

Вместе с тем

такая простота нахождения пределов

н е п р е р ы в н ы х

функций позволяет в ряде случаев до­

статочно легко находить и пределы функций, не являю­ щихся непрерывными в данной точке.

Пусть, например, требуется

найти

 

 

 

 

 

 

 

 

,.

sin2x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

lim

 

 

.

 

 

 

 

 

В точке * =

-7г функция •s l n 2 *: -

 

имеет

разрыв: cos-^- = 0,

 

 

£i

COS X

 

 

 

 

£t

 

и так как деление на нуль

невозможно, то при х = —

дробь

 

теряет смысл; другими словами,

рассматри­

ваемая функция вовсе не определена в точке у ,

а

по­

этому

имеет

 

разрыв

в этой точке. Но при

 

 

зна­

чение

х = ~

 

из рассмотрения

 

исключается

(см. §

30);

cos X ф 0 при

я

и

 

 

 

sin

 

сокра­

2 '

 

е н и е

S l

"2 * • можно

 

 

 

И выражениы Р

а ж

 

T o I F

 

 

 

тить на cos х:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

sin 2JC

2 sin X cos

x

• 2 sin x.

 

 

 

 

 

 

COS X

COS X

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

S ÎГ1

 

 

 

 

î ï

Отсюда следует, что функция • ^ х - и 2sin*

при

х-*-^

изменяются одинаковым образом. Функция 2sinx не­ прерывна в точке * у*» поэтому limя (2sin*) =

128


= 2 sin-5-= 2. Следовательно, и lim

же образом находим

s i n2 x 2. Подобным

COS X

l i m Ï I + Л . - 3

- ]

i

m (VZTs-.3)02+5

+ 3)

^

* + 4 x - 4

Л Н М

( X - 4) ( K x + 5 + 3)

 

=

,•

 

Л- + 5 —9

,.

1

Um

 

r = lim •,/•-—

 

*->4

( . ѵ - 4 ) ( К л г + 5 + - з )

х->іУх

+ 5 + 3

§ 38. Равномерное движение и его скорость. Скорость изменения линейной функции. 1. Если отношение пути, пройденного материальной точкой за любой промежу­ ток времени, к этому промежутку времени есть вели­ чина постоянная, то такое движение точки называется равномерным. Это постоянное отношение определяет расстояние, которое проходит точка в единицу времени (в секунду, минуту, час) и называется скоростью рав­ номерного движения.

Допустим,

что материальная

точка,

движущаяся

равномерно, к началу

отсчета времени, которое мы при­

мем

равным

нулю, уже прошла

путь s0. Пусть t — лю­

бой

момент

времени,

отсчитываемый от 0.

Обозначим

через

s длину пути,

пройденного точкой

к

этому мо­

менту. Так как s отсчитывается от того же начала, что

и s0, то расстояние,

пройденное точкой за время t, опре­

делится разностью

s — so. По определению равномер­

ного движения отношение

^

- = ѵ

 

есть величина постоянная — скорость

движения точки.

Из этого равенства получаем

 

s =

vi + s0.

(8)

Соотношение (8) называется законом равномерного движения. Мы видим, что равенство (8) представляет собой функцию первой степени относительно t. Итак,

закон равномерного движения определяется функцией первой степени относительно t. Коэффициент ѵ есть ско­ рость равномерного движения (величина постоянная).

Нетрудно показать, что и обратно, функция

s = kt + b

(9)

5 Н, П, Тарасов

129



п е р в о й с т е п е н и относительно

времени

t

{k и 6

постоянные величины) выражает

закон

р

а в н о м е

р ­

н о г о

движения. В самом

деле, возьмем некоторый (лю­

бой) момент времени t. Путь, пройденный

материальной

точкой

к моменту времени

t, определится

соотношением

(9). Возьмем теперь другой момент времени t\. Путь,

пройденный

точкой

к

моменту

t\,

обозначим

через

S\.

В силу соотношения

(9)

получаем

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

s, =

Ых +

Ь.

 

 

 

 

 

 

Следовательно, за

промежуток

времени t\ — t

точка

пройдет

путь

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

пли

 

 

s, — s =

{kti

+ b) - {kt +

b),

 

 

 

 

 

 

Si — s =

k (/,

— /),

 

 

 

 

откуда

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Так как k — величина

постоянная, то мы приходим

к

та­

кому

заключению:

движение,

заданное законом

s

=

=

kt

+

b, характеризуется

тем,

что

отношение

пути,

пройденного

точкой

за

любой

промежуток

времени,

к

этому

промежутку времени есть

величина

п о с т о я в -

II а я. А

это

и есть

определение

р а в н о м е р н о г о

дви­

жения.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Разность t\ — t есть приращение At времени, а раз­ ность Si—s — As — приращение пути (см. § 36). Сле­ довательно, в силу равенства (10) можем сказать, что скорость' и равномерного движения есть отношение при­ ращения As пути s к вызвавшему его приращению At времени t:

2. Закон изменения длины / пружины в зависимости от нагрузки Р определяется соотношением

l = kP + lQ,

(11)

где k и /о — величины постоянные

(известный в технике

закон Гука), Как и для закона равномерного движения, получаем

АР — R -

130


Это отношение, определяет удлинение пружины, прихо­ дящееся на единицу изменения нагрузки. Следователь­ но, оно показывает, насколько быстро изменяется длина пружины при изменении нагрузки. Поэтому величина

-£р может быть названа скоростью изменения длины

пружины относительно изменения нагрузки.

Согласно формуле (11) длина I пружины есть функ­ ция первой степени относительно нагрузки Р. Значит, процесс изменения длины пружины в зависимости от нагрузки есть процесс равномерный. И опять мы видим, что скорость равномерного процесса определяется отно­ шением приращения А/ функции / к вызвавшему его

приращению АР аргумента

Р.

 

3. Возьмем функцию

 

 

y =

kx + b.

(12)

Если X и у рассматривать как величины математиче­ ские, т. е. не приписывать им никакого конкретного со­ держания, то функция первой степени (12) будет выра­ жать просто процесс изменения переменной величины у в зависимости от изменения величины х.

Отношение ' f f ' = = * определяет тогда изменение

функции у , приходящееся на единицу изменения аргу­ мента X. По аналогии с понятием скорости равномер­ ного движения и скорости изменения длины пружины —

отношение

естественно

назвать

скоростью

измене­

ния функции у

относительно

аргумента

х.

 

Как известно из аналитической геометрии, графиком

функции п е р в о й степени

( 12) служит п р я м а я ли ­

н и я . Поэтому

функцию (12)

называют также

линейной

функцией. Коэффициент к называется угловым коэффи­

циентом прямой, определяемой уравнением: у =

kx -f- b.

Будем этот коэффициент называть также угловым

коэффициентом линейной

функции. Соотношение

 

показывает, что скорость

изменения линейной

функ­

ции (12)

 

 

у =

kx - j - b

 

5*

 

131