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: 101

Скачиваний: 0

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

4)

Доопределить функцию

в точке

х = 3 так, чтобы она

стала непрерывной в этой точке,

нельзя

(разрыв — неустра­

нимый).

 

 

 

1

5)

Так как

х—3

=1, то при неограниченном

увеличе-

lime

нии

аргумента

Х - * ± со

функции приближается к горизон-

график

 

 

 

 

1

 

тальной асимптоте у 1. Заметив, что е

X—3

x<Q и

<1 для

1

 

 

 

 

 

х—3

е >1 для *>0, мы можем наметить контуры графика функции и при лг—± о° (черт. 34).

У

- ,н , я

Черт. 34

6) График функции имеет вертикальную асимптоту *=0

д._2

(так как Пинг = °о), к которой приближается справа, и

горизонтальную асимптоту у= 1; других асимптот график не

имеет.

1

, 7) Заметив, что в промежутке (0, оо) функция ех—3 убы­ вает (большему значению х соответствует меньшее у) от

119


со до 0, а в промежутке (— эо, 0) убывает от 1 до 0, мы с учетом результатов, изображенных на черт. 33 и 34, модем построить график функции. Он изображен на черт. 35.

 

+

X . Данную функцию удобнее записать

 

х — 2

 

в виде у =

.* + 1,

а > 2

' А— 1,

А < 2 .

 

Здесь х = 2 — точка разрыва 1 рода, так как оба односторон­

ние предела

данной функции

в »той точке существуют:

1і і п / ( а ) =3, 1ігп/ ( а ) = 1. Скачок

функции в точке разрыва

-V—> 2 + 0

X—>2—0

 

d = 2.

График функции состоит из двух «полупрямых», изоб­

раженных на черт. 36.

 

тіт

/ \

V 1 + А — 1

 

ІИ-

ф(*) =

5------•

 

120

1)

Функция

определена

в

промежутках

— 1 < л < 0 ,

0 < х <со;

X = 0 — точка разрыва.

 

 

04

как

' У 1 + Х - 1

 

 

1

1

2)

Так

lim ———------ =

lim —-——------ = —г , то в

 

 

 

.ѵ—* 0 ± 0

X

 

.V—* 0 + 0

у I - f - X Т* 1

2

точке X = 0 — устранимый разрыв (I рода).

 

3)

Скачок функции

в точке = 0

d =0.

 

4)

Положив ф(0) =

-^-,

мы доопределим

функцию

Ѵ \ + х ~ \

X

в точке.л* =0 так. что теперь функция

 

Ф ( а-) =

+ Xх — 1

> X ¥ = 0

 

1

,

X

= 0

 

2

 

1 )/ң Т + 1

будет непрерывна во всем промежутке —1

5)Выясним поведение функции при х-*со. Так как

данная функция

не определена

в промежутке (—со, 1),

то lim. ф(х)

не существует;

 

 

 

Х-+ — оо

 

 

 

 

 

 

lim ф ( а' ) =

lim

■- ,

— =0.

 

і

я—»-Ь®3

 

1-рХ 1

функции ф(х)

прих - ѵ + с о

Отсюда следует,

что

график

приближается к

оси

х-ов, (являющейся горизонтальной

асимптотой

графика)

и притом

сверху, так

как ф( х)>0.

График функции изображен

на черт. 37.

 

 

 

 

у

 

I

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-

1 0

37-

 

 

 

Черт.

37

IV.

Ф (х) =

х (л-2 — 9)

 

( х + 3 ) ( х - 2 )

 

 

 

 

I)

Функция

имеет две точки разрыва х ——3 и х=2. Во

всех других точках она непрерывна.

121


2) В точке X —3 разрыв устранимый, так как

lim

X {х2—9)

= lim

 

*->—3+0 (*+3) (■* —2)

:—►—3±О

X (X — 3)

18

X — 2

5

В точке

х —2 функция имеет бесконечный разрыв II рода,

так как

lim -ф (jc)= +

 

х-*2±0

3)

Скачок функции в точке х = —3 di = 0; скачок в точке

х = 2, сіц— оо.

18

 

4)

 

 

Положив ф(—3) = -----, мы доопределим данную функ-

 

 

5

 

цию в точке х = —3 так, что теперь функция

 

д: (х2- 9 )

 

X Ф — 3

 

(* + 3 )(х -2 ) ’

 

X (х —3)

 

Ф М =

 

х - 2

 

]8

,

 

5

.V= —3

 

 

 

будет непрерывна и в точке х = —3.

В точке х=2 функцию ф(л:)

доопределить тац, чтобы она

стала непрерывной в этой тойке,

нельзя.

5) Так как Нптф(дс) = —оо, то при 2

ею график функ-

Х -* - ± оо

 

ции уходит в бесконечность вверх, а при х -+ — сю — в беско­ нечность вниз.

122


6)

 

График функции имеет вертикальную асимптоту х = 2

и не

имеет

горизонтальных

асимптот. Попытаемся найти

уравнения

наклонных

асимптот

графика

в

виде y —kx + b.

Тогда

 

 

k = lim Ч>(X)

 

,•

 

 

л

V

 

 

 

 

 

 

 

 

=

1.

 

 

 

«li m ----------------

 

 

 

 

 

 

 

 

X —>°°

{ X

 

(x —;2)

 

 

b — lim [ф(х)— kx\ =

lim

 

x(X -гЗ)

— x] = li m — — — — 1.

X —к »

 

 

.V—

 

 

x -2

 

J

 

X2

Итак, наклонная асимптота имеется;

ее уравнение у —х—1.

7)

 

Построив асимптоты

графика х=2

и у = х —1 и нес­

колько точек,

уточняющих

его расположение, мы сможем

вычертить график данной функции. Он изображен на черт.

38.

 

 

 

теперь

 

читателю

по предложенной выше

Рекомендуем

 

схеме из 7 пунктов исследовать^функции

 

 

1) у —

 

1

п \

 

 

Х а —

9

 

 

.

1

 

 

2 ) у = — — ; 3 ) у = s i n

 

 

 

 

— г г ;

X

 

 

 

X

+ 3

 

 

 

X

~ г З

 

 

 

 

4)

у =

.

 

5)

у =

----

-25

; 6) у = ctgx;

 

 

 

 

 

 

(X -4)а

 

 

 

 

 

(х+ 5)(х+ 2)

 

 

 

 

 

7) у = 2

2_

 

 

у =

f хг - 1 ,

х < 1

 

 

 

* ;

 

8)

 

X. X

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

f

— X2,

X <

— 1

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

Ю) у =3 Ч-х

 

9) У = х + 3 , —1 < х < е

 

 

 

Них,

х > е .

 

 

 

 

 

 

 

И)

y=arcctg—

;

12) у = х + arctg —Ц - ;

 

 

 

 

 

X

 

 

 

 

 

 

X — 2

1Q4

.

1

 

14) у —

 

1

 

 

УТ+Х—2

13)

aictg — ;

------ 1— ; 15) у = -Г—Е_— ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1+е

 

 

 

 

 

16) у =

- I

;

17) у

— Е{х)*\

8) у

= х — Е(х);

 

 

 

 

 

2 А + 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

19) у = (-1)£М

20) y = E [ - j \ \ 21) у —21—21 X

* Е(х) — целая

часть

числа х,

т. е. Е(х)

целое число, для Которого

л — 1 < £ ■ (* ) <

X.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

123


22) у

smx ; 23) у =

1

24) у ~ ( х - \ - 1 ) 2 ' Ul xJ

 

 

ln X

26) у — х-Е (х)

 

25) у = [+2‘г-г

Помимо перечисленных примеров рекомендуем решить: Б е р м а н №№ 223—233, 238, 1375—1391.

Д е м и д о в и ч №№

175, 627,

678, 680, 681, 687—700,

729, 730, 731, 738—742.

 

 

Вопросы для самоконтроля к § 11—14

1. Как сравниваются

бесконечно

малые в т,очке х0 функ­

ции? Какие случаи при сравнении возможны? Какие беско­ нечно малые называются несравнимыми? Привести примеры на каждый случай.

2. Что называется порядком малости одной бесконечно малой функции по сравнению с другой бесконечно малой в точке х0 функции?

3. Какие бесконечно малые называются эквивалентными?

4. Дано: lim — =1. Можно ли функции f(x) и <р(х) на-

х-*х, <р(л:)

звать эквивалентными в точке х0?

5. В каких случаях при вычислении пределов можно пре­ небрегать бесконечно малыми высших порядков?

6. В каких случаях бесконечно малые можно заменять им эквивалентными в суммах и разностях при' вычислении пределов?

 

7. Какие теоремы использованы

при переходе от lim sin х

к

lim sin (л—у)= \\т (—у) =0?

 

 

*-*•*

 

 

 

 

у-*0

 

у-*')

 

 

 

 

х-»-+ оо,

б)

8. Ч то называется пределом функции f(x) при а)

х->-— оо,

в) х->оо? Что означает геометрически сущест­

вование этих пределов?

называется

бесконечно

малой при

а)

9. Какая

функция

л;-э-+ оо, б)

х —э— оо, в) х-»оо?

Дать геометрическую ил­

люстрацию.

 

функция

называется

бесконечно

большой при

а)

10. Какая

 

х-ѵ + оо, б)

Х-9- —оо,

в) X оо? Дать гёометрическое ис­

толкование каждому случаю.

от вычисления

предела .

 

11. Как осуществить

переход

функции при х->оо к вычислению предела функции в точке? Докажите соответствующую теорему.

224