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

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

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

 

 

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 \

 

 

 

 

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

-

 

 

 

]=

 

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

 

 

 

 

 

 

)

 

 

 

 

 

 

 

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