Например, функция y x2 6x 7 монотонно убывает на промежутке , 3 и монотонно возрастает на промежутке
3, . |
|
Функция y f x называется четной, если |
f x f x , |
и нечетной, если f x f x . График нечетной функции |
|
симметричен относительно начала координат, а нечетной функции — относительно оси Oy .
Функция y f x |
называется |
периодической, если |
||||
существует такое число T 0 , что |
для всех |
x |
из области |
|||
определения выполняется |
условие |
f |
x T f x . Число |
T |
||
называется периодом. |
|
|
|
|
|
|
Введем понятие предела функции. |
|
y f x при |
|
|||
Число A называется пределом функции |
x , |
|||||
стремящемся к а ( x a ), если для любого сколь угодно малого положительного ε > 0 найдется такое δ(ε) > 0, что для всех х,
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
, |
|
|
удовлетворяющих |
|
|
неравенству |
x a |
|
имеет место |
|||||||||||||||
неравенство |
|
|
f x A |
|
. Если |
A есть предел функции y f x |
|||||||||||||||
|
|
||||||||||||||||||||
при x a , то пишут |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
lim f x A . |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x a |
|
||||||
Определение |
предела |
функции y f x графически |
|||||||||||||||||||
иллюстрируется следующим образом (рис. 4). |
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
y |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
А + |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
А |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
А – |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
a – |
а |
|
a + |
x |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
Рис. 4
30
Для сколь угодно малой -окрестности A ; A около
ординаты A найдется такая окрестность точки a , что для |
||||||
всех точек |
x |
из окрестности точки a |
a ; a |
точки |
||
графика |
функции |
y f x |
будут |
лежать |
внутри |
|
полосы A ; A . |
|
|
|
|
||
Число |
A |
называется пределом функции y f x при |
||||
x , если для любого сколь угодно малого ε > 0 найдется
такое N 0 , что |
для всех x N |
будет выполняться |
||||
неравенство |
|
f x A |
|
, что записывается |
||
|
|
|||||
|
|
|
|
|
lim f x A . |
|
|
|
|
|
|
x |
|
Графически это |
иллюстрируется |
следующим образом |
||||
(рис. 5). |
|
|
||||
у
A +
А
A –
О |
N |
х |
Рис. 5
Для сколь угодно малой -окрестности около ординаты A найдется такое значение N , что для всех x N график функции не будет выходить за пределы полосы A ; A .
Пределы обладают следующими свойствами:
1. Предел алгебраической суммы функций u x и v x равен алгебраической сумме пределов этих функций.
lim u x v x |
lim u x |
lim v x . |
x a |
x a |
x a |
31 |
|
|
Пример 3.1.
|
3x4 |
2x2 |
|
|
2 |
|
|
2 |
|
lim |
|
|
lim 3 |
|
|
|
lim 3 |
lim |
|
|
|
|
|
||||||
x |
|
x4 |
x |
|
x2 |
|
x |
x x2 |
|
2. Предел произведения функций u x и произведению пределов этих функций.
lim u x v x lim u x lim v x . |
||
x a |
x a |
x a |
3.
v x равен
|
Постоянный множитель можно выносить за знак предела |
lim cv x c lim v x . |
|
x a |
x a |
3. Предел частного от деления двух функций и v x равен частному от деления пределов этих функций
|
|
|
|
u x |
|
lim u x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
x a |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
lim |
|
|
|
|
|
. |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
lim v x |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
x a v x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x a |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Пример 3.2. Вычислить предел lim |
4x2 |
5x 1 |
. |
|
|
|
|
|||||||||||||
|
3x |
4 |
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x 3 |
|
|
|
|
|
|
||||
|
4x2 5x 1 |
|
lim 4x2 5x 1 |
|
|
4lim x2 |
5lim x lim1 |
|
15 |
||||||||||||
lim |
|
|
|
x 3 |
|
|
|
x 3 |
|
|
x 3 |
x 3 |
|
|
|
|
|||||
3x 4 |
lim 3x 4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
x 3 |
|
|
|
|
|
3lim x lim 4 |
|
|
|
5 |
|||||||||||
|
|
|
|
x 3 |
|
|
|
|
x 3 |
x 3 |
|
|
|
|
|
||||||
u x
3 .
Если при вычислении пределов алгебраической суммы, произведения или частного от деления функций сами функции стремятся к некоторым константам, не равным одновременно нулю в случае деления функций, то вычисление пределов не вызывает затруднения.
Пределы отношения бесконечно малых величин, отношения бесконечно больших величин, произведения бесконечно малой и бесконечно большой величины могут принимать различные значения или даже не существовать.
32
Выражения вида |
0 |
, |
|
, 0 , , 1 |
называются |
||
|
|
|
|||||
|
|
|
|
||||
|
0 |
|
|
|
|
||
неопределенностями.
Укажем приемы для «раскрытия неопределенности».
1. Пусть в числителе и знаменателе стоят многочлены, стремящиеся к бесконечности при x , т. е. чтобы убрать
неопределенность , необходимо выносить старшие степени
x в числителе и знаменателе дроби для последующего сокращения.
Пример 3.3.
|
|
|
|
|
x2 |
(3 |
7 |
|
|
1 |
|
) |
|
(3 |
7 |
|
1 |
) |
|
|||||||
|
3x2 7x 1 |
|
|
|
|
|
|
x2 |
|
|
|
x2 |
||||||||||||||
lim |
lim |
|
|
|
|
x |
|
|
|
|
lim |
|
x |
|
|
|
. |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
x 5x3 4x2 2 |
x |
|
|
3 |
4 |
2 |
|
|
x |
4 |
2 |
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
x |
|
(5 |
|
|
|
|
) |
|
x (5 |
|
|
|
) |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
x |
|
x3 |
|
x |
x3 |
|||||||||||||||
Так как дроби вида |
|
const |
являются бесконечно малыми, |
|||||||||||||||||||||||
|
xn |
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
то в качестве слагаемых с числами 3 и 5 ими можно
пренебречь. Имеем lim |
|
3 |
|
0. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
x 5 |
х |
|
|
|
|
|||
2. Неопределенность вида |
0 |
|
получается при |
|||||
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
стремлении многочленов числителя и знаменателя к нулю при
х → а. Разложение на множители позволяет |
выделить |
|
в числителе и знаменателе бесконечно малые |
x а |
как |
множители для дальнейшего сокращения и избавления от неопределенности.
Пример 3.4.
lim |
x2 |
3x 10 |
lim |
(x 2) x 5 |
|
|
lim |
x 5 |
|
7 |
. |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
x 2 x2 5x 2 |
x 2 |
1 |
|
|
x 2 |
2x 1 3 |
|
|||||||
|
|
|
|
|
2(x 2) x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
33 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3. Если дробь содержит иррациональные выражения, то
для того, чтобы убрать неопределенность |
0 |
, необходимо |
|
||
0 |
|
|
избавиться от иррациональности, домножая числитель и знаменатель на иррационально сопряженные выражения. Если корни квадратные, то числитель и знаменатель умножается на сопряженное выражение, тем самым получается разность квадратов. Если же корни кубические, то выражения доводятся до разности или суммы кубов.
Пример. 3.5.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
lim |
|
3x 1 2 |
|
lim |
( 3x 1 2)( |
3x 1 2) |
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
2 4x 5 |
x 2 4x 5 ( |
|
|
2) |
|
|||||||||||||||||||||||
|
x 1 x |
|
|
|
|
x 1 |
3x 1 |
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
lim |
|
|
(3x 1) 4 |
|
|
|
|
lim |
3 x 1 |
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
x 2 4x 5 ( |
|
|
|
|
|
|
|
4 x 1 x 5 |
|||||||||||||||||||||
|
x 1 |
3x |
1 2) |
x 1 |
|
|||||||||||||||||||||||||
lim |
|
|
(3x 1) 4 |
|
|
|
|
|
lim |
|
3 x 1 |
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
x 2 |
4x 5 ( |
|
|
|
|
|
|
2) |
|
4 x 1 x 5 |
|
|
|
|||||||||||||||||
x 1 |
3x 1 |
|
x 1 |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
= lim |
3 |
|
|
|
1 |
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
x 1 |
4(х 5) |
8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
4. Дробь содержит тригонометрические функции, |
|||||||||||||||||||||||||||||
которые при |
x 0 |
стремятся к нулю. Получается неопре- |
||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
деленность вида |
|
|
. |
Для решения необходимо восполь- |
||||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
зоваться первым замечательным пределом lim |
sin x |
1 . |
|||||||
|
|
||||||||
|
|
|
|
x 0 |
x |
|
|
||
Пример. 3.6. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
lim |
sin 6x |
lim |
6sin 6x |
6 lim |
sin 6x |
|
6. |
||
|
|
|
|||||||
x 0 |
x |
x 0 |
6x |
x 0 6x |
|
|
|||
34