Материал: Практикум по высшей математике. дифференциальное исчисление. Пантелеев И.Н

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

в) Преобразуем данную функцию к виду

y = 12 (x2-2x+1) - 2 = 12 (x-1)2 - 2.

За исходную функцию возьмем y = x2. В данном случае

A = 12 , a = 1, b= -2.

1. Строим график исходной функции y = x2 (рис. 1.5).

Рис. 1.5

2. Уменьшаем ординаты графика функции в два раза и

строим график функции y=

1

x2 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

3.Сдвигаем по оси абсцисс на 1 единицу вправо точки гра-

1

 

2

 

 

 

1

2

фика функции y=

 

x

 

и строим график функции y =

 

(x-1) .

2

 

2

4. Опускаем точки графика функции на 2

единицы вниз и

строим график данной функции.

 

 

 

96

г) Преобразуем функцию к виду y=3-

10

=3-

 

5

 

 

 

и

 

2x + 3

x +

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

1

 

 

5

 

 

устанавливаем переход от функции y=

к заданной:

 

,

 

,

 

x

x

 

x

 

5

 

5

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-

, -

 

 

, 3-

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x +

 

 

 

x +

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполняем следующие последовательные преобразования (рис. 1.6): строим пока только одну ветвь гиперболы; растягиваем по оси Оу в пять раз; заменяем графиком, симметричным относительно оси Ох; строим вторую ветвь гиперболы; делаем горизонтальный сдвиг координатной

системы на 3 единицы вправо и вертикальный сдвиг на 3

2

единицы вниз.

Рис. 1.6

97

3.7. Показать, что функции у

=

4x −9

 

 

и х =

9 + 2 y

 

 

4

 

являются взаимно обратными.

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Решение. Подставим во вторую функцию вместо у его

 

 

 

 

 

9 + 2

4x −9

 

 

 

 

 

 

 

 

выражение через х, тогда получим

ϕ (f(x))=

 

2

 

 

= x,

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

х его

Аналогично, подставляя в первую

функцию

вместо

 

−9 + 4

9 + 2 y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

выражение через у имеем f(ϕ (y)) =

 

4

 

 

−= y .

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.4. Вычисление пределов. Раскрытие неопределенностей

10. Число b называется пределом функции f(x) при х → а, если для любого ε >0 найдется такое δ >0, что | f (х) - b|< ε как

только |х — а| < δ . Обозначают предел lim f (x) = b .

x→a

Предел функции f(х), если он существует, при стремлении

x к a справа обозначают lim f (x) .

x→a+0

Аналогично, предел функции при стремлении х к а слева

обозначают

lim

f (x) .

 

 

 

 

 

x→a −

0

 

 

 

20. Теоремы о пределах.

 

 

1.

Предел постоянной равен самой постоянной.

2. lim (u + v)= lim и + lim v.

 

 

3. lim(u v) = lim и lim v.

 

 

4. lim

u

=

 

limu

, если limv ≠0.

 

 

 

 

 

 

 

 

v

 

limv

 

 

30. Замечательные пределы.

sin x

 

1.

Первый замечательный предел lim

=1 .

x

 

 

 

 

 

 

 

x→0

 

2.

Второй замечательный предел

 

 

98

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

lim (1+

)x =lim(1+α)

α

= e = 2,718....

 

 

 

 

 

 

 

x→∞

x

 

α →0

 

 

 

 

 

 

 

 

40. Некоторые важные пределы:

 

 

 

 

 

 

lim

 

loga (1+α)

= loga

e ;

lim

aα −1

= ln a ;

 

 

 

α

 

 

 

α

 

 

α→0

 

 

 

loga x

 

 

 

 

a→0

 

lim

(1

+α)μ

 

= μ ;

lim

 

= lim x

k

loga x = 0 (a>1, k>0).

 

α

 

 

xk

 

 

α →0

 

 

 

x→∞

 

 

 

x→0

 

 

 

50. Неопределенность вида

0

раскрывается, как правило,

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

делением числителя и знаменателя на множитель, стремящийся к нулю, или с помощью первого замечательного предела.

60. Неопределенность вида ( ∞− ∞) раскрывается делением на х в старшей степени.

70. Неопределенность вида (0 ∞) и ( ∞− ∞) раскрывается

путем преобразования функции к неопределенностям 0 или

0

( ∞− ∞).

80. Неопределенность вида (1∞ ) раскрывается посредством преобразования предела ко второму замечательному пределу.

90. Бесконечно малые функции α(x) и β(x) называются

эквивалентными, если lim

α(x)

=1 .

 

 

x→α

β(x)

 

 

 

При раскрытии неопределенностей

0

можно пользоваться

 

 

 

0

 

следующим правилом.

Предел отношения двух бесконечно малых не изменится, если их под знаком предела заменить на эквивалентные. Обозначая эквивалентность бесконечно малых следующим образом α(x) β(x) при x → 0, запишем наиболее известные

99

sinα(x) α(x) ,

arctgα(x) α(x) ,

aα( x) −1

 

α(x) lna,

tgα(x) α(x) , 1 –

cosα(x)

1

 

α2 (x) ,

eα ( x) −1

α(x) ,

 

 

 

2

 

α(x) ,

 

 

 

 

arcsinα(x) α(x) ,

ln(1+α(x) )

 

 

 

 

n 1+α(x) − 1

α(x)

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

x2 −4

 

4.1. Найти

 

пределы:

а)

lim

 

;

 

x2

+6x −16

 

 

 

 

 

 

 

x→2

 

б)

lim

x2 +5x +4

 

;

2x2 + x −1

 

x

→−1

 

г)

lim

sin x −cos x

.

 

 

x→

π

tgx −1

 

 

 

4

 

 

 

 

 

Решение: а)

знаменатель

lim

x→2

в)

lim

x5

− x4 +2x2 −5x +3

;

 

x3 +4x2 −

7x + 2

 

x→1

 

 

Разложим на множители числитель и

x2

− 4

= lim

(x − 2)(x + 2)

.

x2 +

6x −16

(x − 2)(x +8)

x→2

 

Сокращая на (x – 2), будем иметь lim

x + 2

=

 

4

= 0,4.

x +8

10

x→2

 

 

б) Разлагаем числитель и знаменатель на множители

lim

(x +1)(x + 4)

= lim

x + 4

 

= −

3

= −1.

(2x −1)(x +1)

2x −1

3

x→−1

x→−1

 

 

в) Поскольку при x = 1 многочлены в числителе и знаменателе обращаются в ноль, то их можно разложить на множители, причем одним из сомножителей будет (х - 1). Тогда, деля многочлены на (х - 1) получим

 

 

 

lim

(x −1)(x4

+ 2x −3)

=

1+ 2 −3

=

0

= 0.

 

 

 

 

(x −1)(x2

+5x −2)

1+5 −2

4

 

 

 

 

x→1

 

 

 

 

 

г) Выполнив очевидные преобразования, получим

 

lim

 

sin x −cos x

= lim

(sin x −cos x)cos x

= lim cos x =

2 .

 

 

 

 

x→

π

 

tgx −1

x→

π

 

sin x − cos x

x→

π

 

2

4

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

100

Источник: https://studfile.net/preview/16565748/