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: 95
Скачиваний: 0
2) Для вычисления второго предела |
положим |
у = сх—1. |
Так как при |
|
|
х ^-0 у ->0 и л; = 1п (1 + у), то lim е-ѵ-1 |
= 1іт |
= 1. |
.ѵ->0 * |
у-* О ІП(1 + І/) |
3)Для вычисления третьего предела умножим числитель
изнаменатель дроби на «Іп^+л:) и разобьем предел на про изведение двух
|
(1+.ѵ)а - 1 |
lim |
(і-ь лг)“ — 1 .. |
« - і п ( і т х ) |
lim — ■—------- = |
1— --------lim -------------- . |
|||
Л.-Ч-0 |
X |
x~0 |
а ln (1+ x) Л.--0 |
X |
Второй из полученных пределов равен а, а для вычисления
первого-прлагаем |
у —(1 + х )а—1. Так как |
при х->-0 у-э-0 и |
|
aln(l +x) = 1п (1 +у), то |
|
|
|
lim |
(1+ж)* |
■= а > 1іт |
—а. |
*-<•0 |
|
«-о 1п(і + у) |
|
Покажем теперь на примерах, как использовать ■полу ченные результаты для вычисления более сложных пределов.
Пример 1. Вычислить lim |
log°---- --- . |
х ~ 0 |
X |
Р е ш е н и е . Перейдем от логарифмов по основанию а к натуральным логарифмам, после чего положим kx = y. Учи тывая, что при я -»-0 у-*-0, будем иметь
lim |
loga(l-rfo:) |
|
,■ |
ln(l-l-fex) |
|
|
1н (1+У) _ |
||
аv — - = |
lim ----—— — = lim |
||||||||
о |
|
|
|
л:—1 |
|
Х -ІП Ц |
|
Ѵ-0 |
У . |
|
|
|
|
|
|
|
|
—— -1п а |
|
|
|
|
к .. Іп(1+г/) |
|
к |
|
|||
|
|
------ lim — — — = |
------ |
|
|||||
|
|
|
Ina |
І/-.0 |
у |
, |
In а |
|
|
Пример 2. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
lim |
|
Vе |
|
lim |
b |
j -1 |
|
|
|
|
|
|
|
X |
|
|||
|
Х->| |
|
|
|
*-0 |
|
|
||
|
|
xln — |
|
, |
a . 1 • |
.rin - |
, a |
||
= limft-Mim |
e |
* —1 |
e |
— I |
|||||
----------= |
ln — • l i m- |
|
----= ln — . |
||||||
x-Q |
*-*0 |
• |
X |
|
|
b x~o |
|
а |
b |
|
|
Xln — |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
Пример 3. lim 1оУГ- |
|
lim ( Ц - |
X) |
10 |
|||||
|
|
|
|
|
|
#-*o |
|
|
86
Пример 4-
|
Пш |
ln cos* |
— Hm |
ln [ l+ ( c o s ^ - l) ] |
_ |
|||||||
|
x-*0 |
X2 |
|
|
x - 0 |
|
X2 |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
, — 2sina — |
|
= lim .^ + |
^ |
- ^ |
-.iim |
- ^ Y l = |
Hm----------- 2- |
|||||||
x - 0 |
COS X — 1 |
|
x-+0 |
|
X2 |
|
x-0 |
|
X2 |
|||
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
П р и м ер |
5- |
ex- — c o s X |
|
|
|
e** —1+ (1 — cos л) _ |
||||||
lim |
|
lim |
||||||||||
x - 0 |
|
jë» |
|
|
x - 0 |
|
|
Xа |
|
|
||
— lim |
e * * - l |
|
, lim |
1 — COS X |
= l + f = l , 5 |
|||||||
|
x - 0 |
|
* |
|
x - 0 |
|
X |
|
|
|
|
|
П р и м ер |
6- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
lim |
V |
l + |
a x - V l + ß x - f |
_ |
|
||||
|
|
|
x —0 |
|
|
I |
-* |
|
|
1 - |
|
|
|
|
|
|
|
|
ß |
T |
; |
||||
|
|
|
|
|
|
|
Y |
i + |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
' / \-\-ax |
=lim \ тУ 1+ ax
x- 0
— lim my \ -f- ax- |
lim |
|
|
|
|
|
||
x - 0 |
|
|
x—0 |
|
|
|
|
|
= 1« ! ^ |
. - 1 |
lim |
V T + 1 |
|
||||
|
x-Q |
|
X |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
X-+0 |
|
1 |
||
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
= ß ■lim -ü ± ß-x)- |
|
— а • lim |
|
nt |
||||
|
ax |
|
||||||
|
X - + 0 |
|
ß* |
|
|
*-o |
|
|
|
|
_ |
ß |
+ |
— = |
an + ßm |
|
|
|
|
|
n |
|
m |
am |
|
|
П р и м ер |
7- |
|
|
|
\ |
|
|
|
Um |
= |
Hm ! Г ! Г - 8-У. + ») |
lim 3 -Mim ( - — -) = |
|||||
e-0 |
|
X-+Q |
|
|
|
|
x - 0 |
x - 0 \ X J |
|
= |
ІпЗ-lim |
^ 11- —1 )■ = in . 3. |
|
||||
|
( |
|
x-o |
*ln3 |
|
|
87
Пример 8. Вычислить l i m/ l nx- t g----
|
|
|
|
|
|
лг-Ы \ |
|
2х |
|
|
|
Р е ш е н и е . |
Здесь неопределенность |
вида |
0 • эо. Введем |
||||||||
новую переменную х= 1__Так |
как |
при х-+1, |
у-*-0, то |
||||||||
|
|
|
|
д+1 |
|
У+ 1 ■tg |
я(</+1) |
||||
|
jt—1 |
\ |
|
2 X / |
у |
- *о |
|||||
|
|
|
]= |
||||||||
|
lim |
( lnX■tg -^ -) |
= |
limHi |
ln- |
1 |
|
|
|
||
|
|
|
|
= lim [ln (y + 1)-ctg-^-1 = |
|
|
|||||
|
|
|
|
tf-o |
|
|
|
2 J |
|
|
|
|
|
HmfiUÖLtil. . - Л ----- cos-2*1 = A . |
|||||||||
|
|
y-o |
L |
У |
|
. |
ny |
2 |
J |
|
я |
|
|
|
|
Примеры |
для |
упражнений |
|
|
|
||
Вычислить пределы: |
|
|
|
|
|
|
|
||||
) |
Пт |
ctg -V |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ъг .- 2 х |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
1) Пт ( Ѵ Т - |
-1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
2) |
лг-2 |
ln cos ях |
|
|
|
|
|
|
|
||
Пт e a r c s i n л- _j_ s i n 2 x . |
|
|
|
|
|
|
|||||
л-0 |
|
sin 3x |
|
|
|
|
|
|
|
||
4) |
lim -n , |
|
--- ; |
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
1— cos ln cos Ix |
|
|
|
|
|
|
|
||
л-о |
/ 2n+ X4 —2 |
|
|
|
|
|
|
|
|||
5 |
ПтГlnJt+1 |
ctg 2я |
|
|
|
|
|
|
|||
) |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
л~2 [_ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Б е р м а н №№ 365—375, 398. |
|
|
|
|
|||||||
Д е м и д о в и ч |
№№ |
531, 537—542, 547, 549, 550, 563. |
|||||||||
10. |
Односторонние пределы, |
односторонние |
бесконечно |
||||||||
|
большие, односторонняя непрерывность. Разрывы |
||||||||||
Пусть |
функция f(x)' |
определена |
ң интервале (а, Ь), где |
а<Ь. Требуется выяснить, к чему стремятся значения функ ции при х-+а и х-*-Ь. Особенность поставленного вопроса состоит в том, что X может стремиться к а лишь с правой стороны, а к Ь — лишь с левой. Для четкого ответа на него Еведем следующие определения,
88
1. Число А называется пределом функции f(x) |
в точке и |
||||||
справа, если для любого |
е> 0 найдется 6>0 такое, что для |
||||||
всех X, |
удовлетворяющих |
неравенству |
а < х < с + б, |
будет |
|||
справедливо неравенство |
\f(x)—А|<е*- |
|
|
|
|||
Предел функции /(х) |
в точке а справа называют также |
||||||
правым пределом функции f (x) |
в точке а и обозначают од |
||||||
ним из символов |
|
|
|
|
|
|
|
|
1іт /(х ) |
или |
/( а + 0). |
|
|
|
|
2. Число В называется |
|
пределом функции f(x) |
в точке Ь |
||||
слева, |
если для любого е>0 найдется б> 0 такое, |
что |
для |
||||
всех X, |
удовлетворяющих |
неравенству |
b—б<х<Ь, |
будет |
|||
справедливо неравенство \ f(x)—В |< е. |
называют также |
||||||
Предел функции f(x) |
в точке b слева |
||||||
левым |
пределом функции |
|
f(x) |
в точке b |
и обозначают од |
ним из символов limf(x) или f (b—0). x->b—0
Таким образом, можно писать: А = 1іт’/(я); ß = lim/(я).
х—»a-fO .v-»-ö~0
Определенные таким образом пределы называются одно сторонними.
3. Функция f(x) называется бесконечно большой в точке а справа, еслщдля любого М > 0 найдется б>0 такое, что для всех X, удовлетворяющих неравенству а< х< а + Ь, будет справедливо неравенство \f(x) \>М. В этом случае пишут
1іш /(х)=со.
х->аЦ-0
Аналогично дается определение бесконечно большой сле ва. Советуем читателю сформулировать его.
4. Функция f(x) называется непрерывной в точке а спра ва, если
lim f(x) — f(a).
х-+а-\-Ъ
Аналогично дается определение непрерывности функции в точке а слева. Справедливы утверждения.
1. Для того, чтобы функция f ( x f имела предел А в точке х0, необходимо и достаточно, чтобы она имела в этой точке оба односторонние предела, равные А.
2. Для того, чтобы функция f(x) была бесконечно'’боль
шой в точке х0, необходимо и достаточно, чтобы Umf(x) =
х-’Хо—0
= со —Um[(x).
X —» X o - f O
* В самой точке а функция может быть определена или неопределена.
89