6. Как использовать эквивалентность бесконечно малых при вычислении пределов?
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Примеры решения задач |
|
|
|
1 cosx |
|
|||||||||||||||||||||||||||
Пример 1. |
Сравнить бесконечно малые |
x |
и |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x |
|
|
|
|||
x 3 |
1 3 |
|
|
|
1при x 0. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
Решение. Вычисляем предел отношения: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
x |
|
|
|
|
|
|
|
|
1 cosx |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x |
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
31 3 x |
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||
|
lim |
|
|
|
|
lim |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||
|
x 0 x |
|
|
|
x 0 x 31 3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
2sin |
2 x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x2 |
|
|
|
|
|
3x2 |
3 |
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
lim |
|
|
|
2 |
|
|
sin |
x |
|
|
x |
|
lim |
|
2 |
lim |
|
0. |
|||||||||||||||||||||||||
|
3 |
|
|
|
|
2 2 |
|
|
4 3 |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||
|
x 0 |
x |
|
|
|
|
|
|
|
x 0 |
|
x |
3 |
x 0 2 |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
3
Из полученного следует, что x – бесконечно малая более высокого порядка чем x .
Пример 2. Определить порядок малости x относительно x
при x 0, если x ln 1 


x 2 
2 .
Решение.При x 0 имеем
ln 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
умножаем и делим |
|
|||
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
2 |
|
на сопряженное |
|
|||||||||||||
x |
2 |
x |
2 |
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
выражение |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x 2 2 |
x 2 2 |
|
x |
|
x1 2 |
|
|
|
|
. |
||
|
x 2 2 |
|
x 2 2 |
|
2 2 |
|
36
из полученного следует, что порядок малости x от-
носительно x при x 0 равен 1 .
2
Пример 3. Вычислить предел |
lim |
tg 4x |
|
, используя экви- |
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
валентные бесконечно малые. |
x |
4 |
|
|
|
|
e 2 1 |
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
Решение. |
|
|
|
|
|
|
|
делаем замену переменной |
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
tg 4x |
|
|
|
|
tg 4y |
|||||||||||||||||||||
lim |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
lim |
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
2x |
|
|
|
|
|
y x |
|
, x y |
|
y 0 e2y |
1 |
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||||||||||||
x |
4 |
|
e 2 1 |
|
|
|
|
4 |
4 |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
tg 4y |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
4y |
|
|
lim |
4y |
2. |
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
e2y 1 |
2y |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
y 0 2y |
|
|
|
|
|||||||||||||
Пример 4. |
|
Вычислить предел |
lim ctg x x , используя эквива- |
||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x 0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
лентные бесконечно малые.
Решение. Обозначаем lim ctg x x 0 u , а затем логариф-
x 0
мируем:
lnu ln lim ctg x x lim ln ctg x x lim xlnctg x 0
x 0 |
|
|
|
|
|
x 0 |
|
|
|
|
|
|
x 0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
lim xln |
cosx |
lim xln |
1 sin |
2 x |
|
|
sin x |
x |
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||
sin x |
|
sin x |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
x 0 |
x 0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
x2 |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
1 x2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
x2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|||||||||||
lim xln |
|
|
1 x2 |
|
lim xln |
|
|||||||||||||||||||||||
|
x |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
x 0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
x 0 |
|
|
x |
|||||||||||
|
|
|
|
x2 |
|
|
|
|
|
|
|
x2 |
|
|
x2 |
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
lim x ln |
1 |
|
|
ln x |
ln 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
2 |
2 |
2 |
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
x 0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
37 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
x2 |
|
|
|
|
|
|
ln x |
|
|
|||
lim x |
|
ln x lim xln x 0 lim |
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|||||||||||||
x 0 |
|
2 |
|
|
x 0 |
|
|
x 0 1 x |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
применяем |
|
|
ln x |
|
1 x |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
правило |
lim |
lim |
lim x 0. |
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
Лопиталя |
|
x 0 1 x |
x 0 1 x2 |
x 0 |
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Таким образом lim ctg x x e0 1.
x 0
Задачи и упражнения для самостоятельного решения
Решить задачи: [13], 210, 220, 245-251, 283-302, 344-348, 369-378, 396-401, 414.
Форма отчетности: конспект, устный опрос.
ЗАНЯТИЕ № 12
ПРОИЗВОДНАЯ. ПРАВИЛА ДИФФЕРЕНЦИРОВАНИЯ
Литература: [12], с. 64-77, [16],c. 106-110.
Контрольные вопросы и задания
1.Дайте определение производной.
2.Каков физический смысл производной?
3.Что называется касательной к кривой?
4.В чем состоит геометрическое значение производной?
5.Докажите следующие теоремы:
–производная постоянной равна нулю;
–постоянный множитель можно выносить за знак про-
изводной;
–о производной суммы конечного числа дифференцируемых функций;
38
–о производной от произведения двух дифференцируемых функций;
–о производной частного от деления двух функций.
Примеры решения задач
В примерах 1-9 найти производную y функции y x .
|
0,1 |
|
|
|
2 |
1 |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
||||
Пример 1. y |
5,2 |
x 0,1x 3 |
5,2x2 . |
|||||||
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
3 x2
Решение. Для нахождения производной воспользуемся правилами дифференцирования суммы и дифференцирования степенной функции.
|
|
|
|
|
2 |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
y 0,1x |
3 |
5,2x2 |
|
|
0,1x |
3 |
|
|
5,2x2 |
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
2 |
|
|
|
5 |
|
|
|
1 |
|
1 |
|
|
|
|
|
1 |
|
|
2,6 |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
0,1 |
|
|
|
|
x 3 5,2 |
|
x 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
. |
||||||||||
3 |
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
153 x5 |
|
|
|
x |
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
Пример 2. y 1 |
|
|
1 x3 . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
x |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
Решение. Для нахождения производной воспользуемся правилами дифференцирования произведения, суммы и дифференцирования степенной функции.
y 1 x1
2 1 x3 1 x1
2 1 x3 1 x1
2 1 x3
|
|
1 2 |
|
1 x |
3 |
1 2 |
|
|
3 |
|
|
1 x |
|
|
1 x |
1 x |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
1 x3 |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|||||||||||
|
0 |
|
x 1 2 |
|
1 x3 1 x1 2 0 3x2 |
|
|
|
3x2 |
1 |
x . |
|||
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|||||||||||||
|
2 |
|
|
2 |
x |
|
|
|
||||||
Пример 3. y |
|
sin x |
. |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
1 cosx |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
39 |
|
|
|
|
|
|
|
||
Решение. Для нахождения производной воспользуемся правилами дифференцирования частного, суммы и дифференцирования тригонометрических функций.
|
sin x |
|
|
|
|
|
|
|
sin x |
1 cosx sin x 1 cosx |
|
||
y |
|
|
|
|
|
|
|
|
1 cosx 2 |
||||
|
1 cosx |
|
|
|
||
|
cosx 1 cosx sin x sin x |
|
|
cosx cos2 x sin2 |
x |
|
|||
1 cosx 2 |
|
|
1 cosx 2 |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
1 cosx |
|
|
|
1 |
. |
|
|
|
1 cosx 2 |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
1 cosx |
|
|
||||
Пример 4. y arccosx . x
Решение. Для нахождения производной воспользуемся правилами дифференцирования частного и дифференцирования обратных тригонометрических функций.
y arccosx x arccosx x |
|
|
|
x |
|
arccosx |
|
|||||||
|
|
|
|
|||||||||||
|
1 x2 |
|
||||||||||||
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
x2 |
|
arccosx |
|
|
x2 |
|
||||||
|
|
1 |
|
. |
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
x |
1 x2 |
|
x2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Пример 5. y x arctg
x 1.
Решение. Для нахождения производной воспользуемся правилами дифференцирования произведения, обратных тригонометрических функций, сложной функции и степенной функции.
y x arctg x 1 1
2 x arctg
x 1 x arctg x 1 1
2
40