Файл: Шмелев, П. А. Пределы функций и последовательностей учеб. пособие.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 30.10.2024

Просмотров: 93

Скачиваний: 0

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

Пример 2.

 

 

 

sin X

 

 

 

 

 

 

—sinx

. .

tg А' SinX

- lim •

cosX

lim — -------------

 

sin

7x

x+o

x-sin5x-tg7x

x —> 0

. _

 

 

 

X

• sin o x

cos

7X

 

lim

sin X

1—COS X

 

cos7x\

 

 

siri5x-sin7x

cos X

 

 

. v - 0

 

 

,

sin .V' ,.

— lim

--------lim

x - » 0

jt-.o

1

 

 

2sina —

cos7X

lim ----

2

cos X

*-o sin5x-

sin7x

1

 

 

 

 

 

X

 

 

 

X

 

 

 

 

sin—

 

 

sin —

 

1

1

-2 lim

---------- lim ---------

=2 -

*-.0

sin

5x

 

*-*o

sin 7x

10

14

70

2

 

 

 

2

 

 

 

Пример 3. Вычислить lim

sin xn

 

 

 

 

 

 

 

 

.v-0

Sin,n.v

 

 

Р е ш е н и е .

Рассмотрим случаи

 

 

1) n = m. Тогда

lim

— = lim

sin7)1

 

 

 

 

jc-o

sinn X

*_*o

 

 

 

 

 

 

 

sinx n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

lim ■

x n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

*-o

 

= 1.

 

 

 

 

 

 

 

 

lim

sinX \ n

 

 

 

 

 

 

 

 

v->0

 

 

 

 

 

2) n>m. Пусть n= m + k, где k>0. Тогда

 

 

 

 

Иm

 

ЭІІ1 Ar

lim

m+k

 

 

 

 

 

---------

sinx'

 

 

 

 

 

x-И)

 

sinm X

 

x - * 0

Sin"

 

 

=

lim [ sin^ ” -

. (—Z— Y

•**] = 1 -1 -0 = 0 .

 

 

x-*0 L Xm+k

\ sinx j

\

 

 

3) n < m. Пусть n + p — m, где p >Q. Тогда

 

 

 

 

lim -

sinxn

_ lim

sinxn

 

 

 

 

 

JC-0

 

sinmX

 

A'-+0

1ntP;

 

 

lim

 

sin xn

. (

*

 

' n+p

j =

1 • 1 0 0 = 0 0 ,

 

*-*o

 

xn

 

\

sin X

>)

xP

 

 

76


Пример 4.

lim

cos 2x

lim

COS“ X sin-x

 

sin X 4 - COS X

x~*

к sin X 4 - COS X

Х - +

7

 

T

 

 

=

lim (cos* — sinx ) = y r2~.

Пример 5.

ВычислитьПіт

sin X

 

 

 

 

Зк

Sin 6.V

0

Р е ш е н и е . Здесь неопределенность вида — . Формула

(В) неприменима, так как х стремится

не к нулю, а к Зя.

Делаем замену переменной у — х —Зя. Так

как при ді-ія

0, у фО при л: ^ З я , а. х = у +3я, то

имеем

lim

sin X

,.

sin +3я)

..

— sin у

sin 6x

= lim

- — hm ■

}

 

у—10

sin(6y+ 18n)

у.,о

sin 6y

 

Пример 6.

lim cos ax — cos bx j:-*0

b

a

Ь — a

2-sin •

— .V'Sin — - — X

=lim- дг-»0

 

sin-

 

sm -

 

=

21 im

■lim •

 

 

j:-*0

Jt-t0

X

 

 

=2 b + a

 

b * - a 2

 

Пример 7.

Вычислить lim

 

TtX

(p ф 0).

( a p )-tg ----

 

л-->р

 

2p

 

Р е ш е н и е . Имеем неопределенность вида 0-°о. Пола­ гаем X р — у . Тогда х — у ф р , причем у ф 0 при .ѵ Фр, а при х^-р у-*-0. Следовательно,

lim p) tg ~ ~ — lim [ y-tg я(>' + р).1 -

X-*р 2р у L 2р J

— lim

_ +

_5L')1 =

lim

 

и

 

 

/J

у->о

 

 

■lim /-

2р ,

 

 

 

У

cos —— ____ 2р_

 

 

 

 

ли

 

 

»-о і .

пу

 

2Р

Л

 

sin

-----

 

 

 

 

 

 

 

 

77


Пример 8.

 

 

 

 

 

1-j- tg je—1

 

 

 

lim

**>/" 1 -f- tg А — 1

 

 

 

 

1- f t g А

+1)

,v->0

s in 3a

 

i ' i o

s in 3.A-

( Y (1 ~ t g А)2 +

Y

= lim

 

1

 

 

 

1

 

 

 

 

 

COS .V

У

О Т

tg x ) 3 -b

Y l

+

tg А + 1

 

 

*-»o V s in

3.V

 

 

 

 

 

— - 1-

1

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

3

 

 

 

 

 

 

Пример 9.

Вычислить

lim-

c o s (1 —

c o s x)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x+0

 

 

 

 

0

 

Р е ш е н и е , Здесь неопределенность

 

 

 

вида — . Умножаем

числитель и знаменатель

на

(1—cosx)2

и разбиваем

предел

на произведение двух

 

 

 

 

 

 

 

 

 

l i m

1— COS (1— COSA-)

 

l i m

1— cos (1— cos а)

 

(1— COSA)3

------------- ---------------— =

------------------------—

— - l i m

-------------—-

*->0

 

 

 

A—>0

 

(1 — c o s a )2

 

x—*0

 

 

В первом из этих пределов делаем замену

1—cosх = у. Так

как при лг-э-0

и //->0, то

 

 

cosy

 

 

 

 

 

 

1— c o s (1 —

c o s а)

. .

1 —

. .

(1 —

COSA)3

 

 

lim --------- ---------- - =

lim -------- - • lim —--------- — =

 

A-.0

A1

 

 

i/->0

 

tj-

a-»0

 

A*

 

 

2 - s i n 2

 

 

. . , X

 

 

 

 

 

 

 

 

4 s m 4 —

 

 

 

 

 

 

 

— lim ■

 

•lim

 

2

= 2- — .4 —

= —

 

i/-»0

 

а -»О

 

 

 

4

 

16

8

К формулам (А), (Б) и (В) сводятся и пределы, содер­ жащие под своим знаком обратные тригонометрические функции. Чаще всего обратные тригонометрические функции принимают за новые переменные.

Пример 10. Вычислить lim atcsitl ^х- .

 

X >0 А

Р е ш е и и е.

Здесь неопределенность вида —. Полагаем

 

о

arcsin3x —у.

Так. как х —— sin у,

а

 

 

3

 

 

 

l i m

arcsin За

 

У

 

---------------- — lim

 

А->0

А

у-*о

 

 

 

 

- f s i n

Пример 11.

В ы ч и с л и т ь lim

a r c tg За

 

 

 

*-*о

tg 5а

 

при х- -0 у ->0, то

= 3 .

y

78


Р е ш е н и е . Умножим числитель и знаменатель дроби на

Зх и разобьем предел на произведение двух

 

lim

---- 5—

= lim

----- -

lim ----------

=

x-»0

tg 5x

*-*0

3.V

ЛГ-.0

tg 5x

Второй предел прост, а в первом делаем замену переменной arctg3х= у. Так как при х -»-'0 у —>0, а 3x = tgy, то данный предел

= lim —

lim —Зх

= lim (—-— -cosy\ X

y-*o

tg у x-*o tg 5x

 

у.,о \ sin у

)

 

X lim f

• cos 5x ) =

— .

 

Пример 12.

 

,r-o V sin 5x

 

 

/ 5

 

 

 

_________

 

_____

 

 

 

V 1+ arcsin 3x — Y 1— tg2.v

_

*->o

3K 8+ sin X — 3^ 8 —arctgx

 

 

>/l + arcsin 3x — 1

_

V 1 — tg 2x — 1

= lim

_____________________ X_____________ - ________________________ X_______________

A*->0

ЪУ 8 + sin X —2 _

8—arc tg x

—2

 

 

X

 

 

 

X

 

lim

/ ! + arcsin3x—1

_

Hm /

1 - tg2x —1

A --.0

 

X

 

x-0

X2*

lim V

8+ sin X —2 _ ljn,

V 8 —arc tg x -2

x-tO

 

X

A--»0

 

X

 

Далее все четыре предела вычисляют отдельно. Вычисления приводят к ответу

= 15.

2 ‘ 24 +2> 24

Примеры для упражнений

Б е р м а н №№ 314—349, 387, 388, 395.

Д е м и д о в и ч №№ 478, 485—494, 496—498, 501—504.

8. Второй замечательный предел. Раскрытие неопределенностей вида 1”

Мы переходим теперь к рассмотрению способов вычисле­ ния пределов от сложно-показательных функций вида tf(x)]*<*>. Справедлива

79