matan2 (630662)
Текст из файла
Л
По всем вопросам и по дальнейшему пополнению лекций обращаться на ящик
van_mo_mail@mtu-net.ru или на сотовый:
8-901-7271056 спросить Ваню
екция №5Ведущая: Голубева Зоя Николаевна
Дата: вторник, 25 сентября 2000 г.
Тема: Бесконечно большие последовательности
Теорема:
lim(1-1/n)n=1/e e=2,7183
n+
0an=1-1/n1 nN, то есть an=(1-1/n)n- ограниченна.
n+1an=n+1(1-1/n)n1=n+1(1-1/n)(1-1/n)…(1-1/n)1<[1+(1-1/n)+…+(1-1/n)]/n+1=(n+1-n1/n)/n+1=n/n+1=1-1/n+1
n+1(1-1/n)n<1-1/n+1
(1-1/n)n<(1-1/n+1)n+1
ann+1 nN последовательность возрастает и ограниченная.
(1-1/n)n – имеет конечный предел
lim(1-1/n)n=1/e
n+
Следствие
lim(1+1/n)n=e
n+
lim1/(1+1/n)n=(n/n+1)n=[1-1/(n+1)]n+1/ [1-1/(n+1)]=(1/e)/1=1/e
n+
lim[1/(1+1/n)n]=1/e
n+
lim(1+1/n)n=e
n+
Определение под последовательности
Пусть дана an зададим произвольный набор натуральных чисел таких, что
n1
an1,an2,…,ank,…
Полученная последовательность называется под последовательностью и сходной последовательности.
an=(-1)n
{an}={-1;1;-1;1….}
n1=2;n2=4,….,nk=2k
{ank}={1,1,1,1…}
Теорема
Пусть последовательность an сходится, тогда последовательности
lim an=a {ank} – гас и lim
n+
lim ank=0
n+
Доказательство так как an – сходиться, то ε>0 N: n>N an-a<ε
ank; nk>N то есть ank-a<ε
Пример
an=(-1)n – не имеет предела
{a2n}={1,…,1,…,}
{a2n-1}={-1,….,-1,…}
имели бы тот же самый предел.
Предел функции.
Определение
Пусть y=f(x) определена в O(x0). Мы говорим, что функция f(x) имеет предел в при хх0 если ε>0 >0
x:0<x-x0< f(x)-b<ε
lim f(x)=b
xx
Через окрестности это определение записывается следующим образом
ε>0 >0 x0(x0)f(x)0ε(b)
Если lim f(x)=0, то f(x) наз бесконечно малой при xx0.
xx
Замечание. Необходимо указать в каком именно процессе f(x) бесконечно малое. Надо указать к какому числу а.
f(x)=x-1
1.x1 lim(x-1)=0, то есть y=x-1 бесконечно малое при x1
x1
2 .x2 lim(x-1)=1, то есть y=x-1 не является бесконечно малой при x2
x1
Пример
f(x)=2x+1 x1
Докажем lim(2x+1)=3
x1
ε>0 >0 x:0<x-1< (2x+1)-3<ε
(2x+1)-3<ε
|x-1<ε/2
x1
Положим =ε/2
Теорема о бесконечно малом
1)(x);(x) – бесконечно малое xx0 (x)+(x) – бесконечно малое при xx0
2)(x);(x) – бесконечно малое при xx0
3)Если f(x) – ограниченна в O(x0) и (x) – бесконечно малое при xx0, то f(x);(x) – бесконечно малое при xx0
Доказательство (3)
Так как f(x) – ограниченна в O(x0), то С>0: xO(x0)|f(x)C;
Так как (x) – бесконечно малое при хх0, то ε>0 >0 x: 0<x-x0< (x)<ε ε1>0
Положим ε=ε1/c
>0 x: 0<x-x0|< f(x)(x)=f(x)a(x)
xx
Лекция №6
Ведущая: Голубева Зоя Николаевна
Дата: среда, 26 сентября 2000 г.
Тема: Замечательные пределы
Теорема
f(x)>g(x) в O(x0) и lim (f(x))=b и lim (g(x))=c. Тогда bc
xx xx
Доказательство:
Рассмотрим функцию (x)=f(x)-g(x)>0 в O(x0) lim ((x))= lim (f(x)) - lim (g(x))= b-c и в силу предыдущей
xx xx xx
теоремы b-c0, то есть b0 что и требовалось доказать.
Теорема
f(x)(x)g(x) xO(x0) и lim (f(x))=b и lim (g (x))=b. lim ( (x))=b
xx xx xx
Доказательство:
f(x)=b+(x)
g(x)=b+(x)
где (x) и (x) – бесконечно малые при хх0
b+(x)(x)b+(x)
Так как (х) и (х) – бесконечно малые то ε>0 1>0: xO1(x0) (x)<ε
2>0: xO2(x0) (x)<ε
Положим =min{1;2}
Т огда xO(x0) (x)<ε
(x)<ε
-ε<(x)<ε
-ε<(x)<ε
b-ε
-ε<(x)-b<ε
(x)-b<ε xO(x0)
ε>0 =min{1;2} (x)-b<ε xO(x0) то есть lim ( (x))=b
xx
Первый замечательные пределы.
Терема lim (sin(x)/x)=1
x0
S∆OMN=1/2 sin(x)
SсекOMN=1/2(x)
S∆OKN=1/2 tg(x)
S∆OMNсекOMN< S∆OKN
1/2sin(x)<1/2(x) sin(x) 1 lim (1-cos(1/n))=0 n+ lim (1-cos(x))=0 lim (cos(x))=1 x0 x0 lim (x/sin(x))=0 x0 x>0 lim (x/sin(x))=1 x0 lim(1/(x/sin(x)))= lim(sin(x)/x)=1 что и требовалось доказать x0 x0 Определение бесконечного предела и пределов при х+. lim (f (x))=+ ε>0 >0: xO(x0)f(x)Oε(+) xx (x): 0<x-x0< ε lim (f (x))=- ε>0 >0: xO(x0)f(x)Oε(-) xx (x): 0<x-x0< lim (f (x))= ε>0 >0: xO(x0)f(x)Oε() xx f(x)>ε lim (f (x))=b ε>0 ∆>0: xO∆(+)f(x)Oε(b) x+ x: x>∆ f(x)-b <ε lim (f (x))=b ε>0 ∆>0: xO∆(-)f(x)Oε(b) x- x: x<-∆ f(x)-b <ε f(x) определена в O+(x0) lim (f (x))=b ε>0 >0: xO+(x0)f(x)Oε(b) x0 xx+0 f(x) определена в O-(x0) lim (f (x))=b ε>0 >0: xO-(x0)f(x)Oε(b) x0- xx-0 Теорема Пусть f(x) определена в O(x0) Для того чтобы существо- вал предел lim(f(x))=b lim(f(x))=lim(f(x))=b xx xx+0 xx-0 Пусть lim(f(x))=b, то есть ε>0 >0: xO(x0)f(x)Oε(b) f(x)O(b) для xO+(x0) и для xO- xx xO-(x0) lim(f(x));lim(f(x))=b что и требовалось доказать. xx+0 xx-0 Второй замечательный предел. Теорема lim(1+1/x)x=e x+ Доказательство: Пусть n – целая часть х – n=[x] nx [1+1/(n+1)]n(1+1/x)x(1+1/n)n+1 Если x+, то n+ [1+1/(n+1)]n+11/[1+1/(n+1)](1+1/x)x(1+1/n)n(1+1/n) lim(1+1/x)x=e x+ Лекция №7 Ведущая: Голубева Зоя Николаевна Дата: вторник, 3 октября 2000 г. Тема: Сравнение бесконечно больших и бесконечно малых. Определение. Пусть (x) и (x) – бесконечно малые при хх0 () (x) ~ (x) при хх0 () если lim (x)/(x)=1 xx0 () (x) и (x) одинакового порядка при хх0 () если lim (x)/(x)=с0 xx0 () (x) бесконечно малое более высокого порядка малости чем (x) при хх0 () если lim (x)/(x)=0 xx0 () Определение. Пусть f(x) и g(x) – бесконечно большое при хх0 () 1) f(x) ~ g(x) при хх0 () если lim f(x)/g(x)=1 xx0 () 2)f (x) и g (x) бесконечно большие одинакового порядка роста, если при хх0 () если limf(x)/g(x)=с xx0 () < В частности, если с=1, то они эквивалентны f (x) бесконечно большое более низкого порядка роста чем g (x) или иначе g(x) бесконечно большое более высокого порядка роста чем g(x) при хх0 () если lim f (x)/g (x)=0 xx0 () Примеры: x при хх0 – бесконечно малое Сравним их lim sin(x)/x=1 sin(x)~x x0 при х0 1n(1+x) – бесконечно малое х при х0 – бесконечно малое Сравним их lim ln(1+x)/x= lim ln(1+x)1/x =1 x0 x0 ln(1+x) ~ x, при х0 x2 – бесконечно большие 2х2+1, при х+ – бесконечно большие Сравним lim x2/(2x2+1) = lim x2/x2(2+1/x2)=1/2 x+ x+ то есть функция является бесконечно большой и одинакового порядка. Замечание: если одну из функций одинакового порядка роста домножить на одинаковую const, то они станут эквивалентны. Определение: пусть (х)=о(х) – бесконечно малое при хх0(). То мы говорим, что (х) и (х) при хх0 (), если (х)=(х)(х), бесконечно малое при хх0 (). Другими словами - (х) – бесконечно малое более высокого порядка, чем (х) така как (х)/(х)=(х) – бесконечно малое, то есть lim (x)/(x)=0 x0 () пусть f(х)=оg(х) – бесконечно большое при хх0(). То мы говорим, что f(х) и g (х) при хх0 (), если f (х)=(х)g (х). Другими словами - f (х) – бесконечно большое более низкого порядка, чем g(х) так как f(х)/g (х)=(х) – бесконечно малое, то есть lim f (x)/g (x)=0 x0 () Шкала бесконечности. Степенные бесконечности. xn=o(xm), 0 Докажем: xn=xm(xn/xm)=xm(1/x(m-n))=xm(x) m-n>0 xm(x)o(xm) ах=о(bх), 1 Докажам ax=ax(bx/bx)=ax(a/b)x=bx(xo(bx) (0 l ln(x) lim ln(x)/x=lim [(ln(x)/(x/2x/2))((/2)/(/2))]= x0 x0 lim [(ln(x)/x/2)(2/(x/2)] x0 Произведение бесконечно малых на ограниченную равно бесконечно малой. lim (ln(x)/x)=0 (lim(x))/x=(x) ln=x(x)ox, x0 x+ Показательная и степенная. Xk=o(ax), k>0,a>1 x+ lim(xk)/(ax)=0 x+ Теорема: Пусть (x) ~ 1(x) при xx0 () (x) ~ 1(x) при xx0 () Тогда lim (x)/(x)=lim 1(x)/1(x) xx0 () xx0 () Доказательство: lim(x)/(x)=lim[(x)1(x)1(x)]/[1(x)1(x)(x)]=lim((x)/(x))lim(1(x)/(x))lim(1(x)/1(x))=lim 1(x)/1(x) что x0 x0 x0 x0 x0 x0 и требовалось доказать. Замечание: аналогичное утверждение справедливо для двух бесконечно больших. Пример: lim sin(x)/3x=limx/3x=1/3 x0 x0 Определение: (главного слагаемого) 1(x)+2(x)+…+n(x), при xx0 () Главным слагаемым в этой сумме называется то слагаемое по сравнению с которым остальные слагаемые являются бесконечно малыми более высокого порядка малости или бесконечно большие более низкого порядка роста. 1(x) – главное слагаемое, если 2(х)=о(1(х)),…,n(x)=o(1(x)) при xx0 () Конечная сумма бесконечно малых эквивалентна своему главному слагаемому: 1(x)+2(x)+…+n(x) ~ 1(x) , при xx0 () если 1(х) – главное слагаемое. Доказательство: lim [1(x)+2(x)+…+n(x)]/1(x)=lim[1(x)+1(x)(x)+…+1(x)(x)]/1(x)=lim[1(x)(1+1(x)+…+n(x))]/1(x)=1 xx0 () xx0 () xx0 () Пример: lim (ex+3x100+ln3x)/(2x+1000x3+10000=lim ex/2x=lim ex/(ex(x))=+ x+ x+ x+ 2x=o(ex)ex(x) Основные эквивалентности. ex-1 – бесконечно малое при х0. lim (ex-1)/x=1, то есть ex-1 ~ x при x0 x0 1-cosx – бесконечно малое при х0. lim (1-cos x)/(x2/2)=lim{2sin(2x/2)]/[x2/2]=lim [2(x/2)2]/[x2/2]=1, то есть 1-cos(x) ~ x2/2 при х0 и (1+x)p-1 ~ px при х0 Лекция №8 Ведущая: Голубева Зоя Николаевна Дата: вторник, 10 октября 2000 г. Тема: «Асимптотические формулы» Формулы содержащие символ о - называются асимптотические. 1) lim [sin(x)/x]=1 (по определению конечного предела sin(x)/x=1+(x), где (х) – бесконечно малое при х0 x0 sin(x)=x+(x)x, где (х) – бесконечно малое при х0 sin(x)=x+ox, при х0; sin(x)~x, при х0 2) lim [ln(1+x)/x]=1 (по определению конечного предела ln(1+x)/x=1+(x), где (х) – бесконечно малое при x0 х0 ln(1+x)=x+(x)x, где (х) – бесконечно малое при х0 ln(1+x)=x+ox, при х0; ln(1+x)~x, при х0 3) lim [(ex-1)/x]=1 (по определению конечного предела (ex-1)/x=1+(x), где (х) – бесконечно малое при х0 x0 (ex-1)=x+(x)x, где (х) – бесконечно малое при х0 (ex-1)=x+ox, при х0; (ex-1)~x, при х0; ex=1+x+o(x), при x0 4) lim [(1-cos(x)/(x2/2)]=1 (по определению конечного предела (1-cos(x)/(x2/2)=1+(x), где (х) – бесконечно x0 малое при х0 1-cos(x)=(x2/2)+(x)x2/2, где (х) – бесконечно малое при х0 1- cos(x)=(x2/2)+ox2; при х0; 1- cos(x)~x2/2, при х0; cos=1-x2/2+o(x2), при x0 1) lim [((1+x)p-1)/px]=1 (по определению конечного предела ((1+x)p-1)/px =1+(x), где (х) – бесконечно x0 малое при х0 (1+x)p-1=px +(x)-p, где (х) – бесконечно малое при х0 (1+x)p-1=px+ox, при х0; (1+x)p-1~px, при х0;(1+x)p=1+p(x)+o(x), при x0 Если f(x)~g(x), при хх0 (), то lim[f(x)/g(x)]=1 f(x)/g(x)=1+(x), где (х)–бесконечно малое при хх0 () хх0 () f(x)=g(x)+(x)g(x) f(x)=g(x)+og(x) при хх0 () Замечание: не всякие бесконечно малые, бесконечно большие можно сравнить. Пример: (x)=xsin(1/x), при х0 (х)=ф=х, при х0 (x)/(x)=sin(1/x) lim[(x)/(x)]=lim[sin(1/x)] – который в свою очередь не существует. x0 x0 Эти бесконечно малые несравнимы. Для удобства формул полагают по определению, что о(1)=(х), при хх0 () а01 n!=123….n o! Определение: Пусть y=f(x) определена в О(х0) и lim f(x)=f(x0): y=f(x) при хх0 называется непрерывной в хх точке х0 (то есть ε>0 >0: xO(x0) f(x)Oε(f(x0)) Непосредственно из определения предела следуют следуемые теоремы о непрерывных функциях. Теорема: Пусть f(x), g(x) – непрерывны в точки х0, тогда f(x)+g(x) – непрерывна в точки х0 Доказательство:1) f(x), g(x) определена в О(х0) f(x)+g(x) определена в О(х0) 2) lim (f(x)+g(x))=limf(x)+limg(x)=f(x)+g(x) что и требовалось доказать хх хх хх Теорема: Пусть f(x), g(x) – непрерывны в точки х0, тогда f(x)g(x) – непрерывна в точки х0 Доказательство:1) f(x), g(x) определена в О(х0) f(x)g(x) определена в О(х0) 2) lim (f(x)g(x))=limf(x)limg(x)=f(x)g(x) что и требовалось доказать хх хх хх Теорема: Пусть f(x), g(x) – непрерывны в точки х0, тогда f(x)/g(x) – непрерывна в точки х0 Доказательство:1) f(x), g(x) определена в О(х0) f(x)/g(x) определена в О(х0) 2) lim (f(x)/g(x))=limf(x)/limg(x)=f(x)/g(x) что и требовалось доказать хх хх хх Теорема(об ограниченности непрерывной функции в окрестности точки). Пусть y=f(x) непрерывна в точки х0, тогда она ограниченна в некоторой окрестность этой точки. Доказательство: limf(x)=f(x0), то есть ε>0 >0 x: x-x0< f(x)-f(x0)<ε . Предполагается, что выбрано так, что f(x) определена в соответствующих точках. О(х0)О(х0). Так как это справедливо для любого ε>0, то возьмем ε=1 >0 -1 xO(x0)O(x0) Теорема:(о непрерывности сложной функции) Пусть y=f(x) непрерывна в точки х0, а z=g(y) непрерывна в точки y0=f(x0), тогда сложная функция имеет вид z=g(f(x0)) – непрерывна в точки х0. Доказательство: Зададим ε>0 в силу непрерывности z=g(y) в точки у0 б>0x: y-y0|<б g(y)-g(x0)<ε По найденному б>0 в силу непрерывности функции f(x) в точки х0 >0 x: x-x0< f(x)-f(x0)<б ε>0 >0 x:x-x0< y-y0<б g(y)-g(y0)<ε g(f(x))-g(f(x0)) то есть lim g(f(x))=g(f(x0)) xx Замечание: можно переходить к пределу под знаком непрерывной функции limf(x)=limg(y) limf(x)=f(x0)=y0 xx xx xx Непрерывность некоторых функций. 1) y=c (постоянная) непрерывна в х0 R lim c=c. Зададим ε>0 рассмотрим разность f(x)-f(x0)=c-c=0<ε xx x: x-x0< (>0)! 2) y=x непрерывна в x0R, то есть lim x=x0. Зададим ε>0 рассмотрим разность f(x)-f(x0)=x-x0<ε xx x: x-x0< (>0)! =ε! Следствие. Многочлен p(x)=anxn+ an-1xn-1+…+a1x+a0 (an,an-1…a1,a0 – зададим число) n=0,1,2,3…. непрерывен в любой точки х0 оси как сумма произведения непрерывной функции. Рациональная функция: R(x)=p(x)/q(x). Частная двух многочленов непрерывна в любой точки х0 в которой q(x)0 Лекция №9 Ведущая: Голубева Зоя Николаевна Дата: среда, 11 октября 2000 г. Тема: «Точки разрыва» 1) Доказать, что lim [((1+x)p-1)/px]=1 x0 lim [((1+x)p-1)/px]= x0 y0 =lim ([ln(1+x)]/x)([(1+x)p-1]/[pln(1+x)]=lim ([ln(1+x)]/x) x0 (1+x)p=y+1 x0 x0 p[ln(1+x)]=ln(y+1) lim([(1+x)p-1]/[pln(1+x)]=lim y/[ln(y+1)]=1 что и требовалось доказать (1+x)p-1~px при x0 x0 y0 (1+x)p=1+px+o(x) при х0 2) Доказать, что lim (ex-1)/x=1 x0 lim (ex-1)/x= x0 y0 =lim y/[ln(y+1)]=1 что и требовалось доказать x0 ex=y+1 y0 x=ln(y+1) ex-1~x при x0 ex=1+x+o(x) при х0 Определение: Пусть y=f(x) определена в О(х0), а в самой точке х0 может быть как и определена, так и неопределенна. 1) Точка х0 называется точкой разрыва 1ого рода функции, если а) Существует lim f(x)’=lim f(x)’’ , но либо функция неопределенна в точки х0 либо f(x0)b. Тогда точка х0 xx+0 xx-0 точка устранимого разрыва. Y=(x-1)/(x-1)= Не , x=1 б) f(x)=cb Можно доопределить или переопределить в точке х0, так что она станет непрерывной. lim f(x)=b; lim f(x)=c, но bc xx+0 xx-0 Может быть и определена f(x0)=b Или f(x0)=d 2 y=sin(1/x) Основные теоремы о непрерывных функциях. Теорема: Все основные элементы функции непрерывны в любой точки своей области определения. Определение: (функции непрерывной на отрезке) y=f(x) – называется непрерывной на отрезке [a,b], если она непрерывна в любой точке х(a,b). В точке х=а функция непрерывна справа, то есть lim f(x)=f(a), а в точке х=b функция непрерывна слева lim f(x)=f(b). xx+0 xx-0 Функция непрерывна на множестве D если она непрерывна в этой точке. Теорема: (о сохранение знака непрерывной функции) Пусть y=f(x) непрерывна в точке х0 и f(x0)>0 (f(x0)<0), тогда f(x)>0 f(x)<0 непрерывна в некоторой точки О(х0) Доказательство: lim f(x)=f(x0) ε>0 >0 x: x-x0< f(x)-f(x0)|<ε. xx Пусть f(x0)>0, выберем ε=f(x0) f(x)-f(x0) -f(x0) Теорема Коши: ( о нуле непрерывной функции) Пусть f(x) непрерывна на [a,b] и на концах его принимает значение разных знаков f(a) f(b) <0, тогда x0(a,b): f(x0)=0 Доказательство: f(b)>0 f(a)<0 Разделим отрезок [a,b] пополам. Если в середине отрезка f(x)=0, то всё доказано, если нет, то выберем ту половину отрезка, на концах которой функция принимает значение разных знаков. Выбранной отрезок поделим пополам. Если в середине нового отрезка f(x)=0, то всё доказано, если нет, то выберем ту половину от той половины, на концах которой функция принимает значение разных знаков и т.д. [a,b][a1,b1][a2,b2] Последовательность левых концов удовлетворяет отношению a12<…n<… bb1b2…bn…>a { x+ [anbn]=(b-a)/2n 0 при n {bn}-ограниченная не возрастающая lim bn= f(b)>0 f(bn)>0 n x+ В силу непрерывности функции lim f(an)=f (lim bn)=f()0 lim (bn-an)=-= lim (b-a)/2n=0= f()0 f()=0 x0= f()=f()0 Условие непрерывности функции нельзя отбросить: f(b)>0; f(a)<0 Теоремы Вейштрасса. 1) Теорема: Пусть функция y=f(x) непрерывна на отрезке [a,b]. Тогда она ограниченна на нём. Неограниченна сверху неограниченна б) Нельзя заменить отрезок на интервал или полуинтервал. Непрерывна на (0;1] 2) Теорема: Пусть функция y=f(x) непрерывна на отрезке [a,b]. Среди её значений есть наибольшее и наименьшее. Замечание: а) Множество [0;1] наибольшее значение 1М наименьшее значение 0 М нет наименьшего в) Множество [0;1)=M нет наибольшего наименьшее значение 0 М г) Множество (0;1)=М нет ни того не другого. Условие отрезка нельзя заменить на интервал или полуинтервал. x(0;1] непрерывна на (0;1] нет наибольшего значения (////////// x
Определение
Определение
Показательные бесконечности.
Логарифмическая бесконечность
n(x)=o(x), >0. Логарифмическая бесконечность слабее любой степенной бесконечности.
y=(1+x)p-1
y=ex-1
Классификация точек разрыва функции.
1,x=1
)Точка х0 называется точкой разрыва 2ого рода функции если она не является точкой разрыва 1ого порядка, то есть если хотя бы один из односторонних пределов не существует или равен бесконечности.
an}-ограниченная не убывающая lim an=b f(a)<0 f(an)<0 n
x+ x+ x+ x+
Замечание: а) Условие непрерывности нельзя отбросить
б) Множество (0;1]=М наибольшее значение 1М
Характеристики
Тип файла документ
Документы такого типа открываются такими программами, как Microsoft Office Word на компьютерах Windows, Apple Pages на компьютерах Mac, Open Office - бесплатная альтернатива на различных платформах, в том числе Linux. Наиболее простым и современным решением будут Google документы, так как открываются онлайн без скачивания прямо в браузере на любой платформе. Существуют российские качественные аналоги, например от Яндекса.
Будьте внимательны на мобильных устройствах, так как там используются упрощённый функционал даже в официальном приложении от Microsoft, поэтому для просмотра скачивайте PDF-версию. А если нужно редактировать файл, то используйте оригинальный файл.
Файлы такого типа обычно разбиты на страницы, а текст может быть форматированным (жирный, курсив, выбор шрифта, таблицы и т.п.), а также в него можно добавлять изображения. Формат идеально подходит для рефератов, докладов и РПЗ курсовых проектов, которые необходимо распечатать. Кстати перед печатью также сохраняйте файл в PDF, так как принтер может начудить со шрифтами.