Предел числовой последовательности
Опр.: Если по некоторому закону каждому натуральному числу n поставлено в соответствие число an, то говорят, что задана числовая последовательность
– элементы числовой последовательности.
– общий член или n-ый член.
Рассмотрим
Опр.: Число А называется пределом числовой последовательности , если найдется такой номер N (зависящий от , что для всех элементов последовательности с номерами n > N верно неравенство:
0 1
Геометрический смысл: Число A – есть , если все члены будут заключены в ε-окрестность точки А, какой бы узкой она не была. Вне этой окрестности – только конечное число членов .
Опр.: Последовательность называется сходящейся если существует конечный предел этой последовательности, в противном случае последовательность называется расходящейся.
Предел функции в бесконечности и в точке
Опр.: Число А называется пределом функции при х сходящемся к а, если найдется такое , что при выполняется .
Обозначение:
В определении не требуется, чтобы функция была определена и в предельной точке, но она должна быть определена в какой-либо окрестности предельной точки (за вычетом самой предельной точки).
Опр.: Если и , то пишут ; если и , то пишут . Соответствующие пределы:
и
называются левосторонними и правосторонними пределами функции в точке а.
Для существования двухстороннего предела функции что существовали и и они совпадали.
Если функция является элементарной и ее предельные значения аргумента (а) принадлежит ее области определения, то вычисление предела функции сводится к подстановке предельного значения аргумента, т.е.
если
Опр.: Число В называется пределом функции в ∞, если найдется такое число S, что выполняется неравенство .
Основные теоремы о пределах
Бесконечно большая величина – переменная, предел которой равен + ∞ или
– ∞.
Бесконечно малая величина – переменная, предел которой равен 0.
Свойства:
1. и
2. Если а и b – б.м.в., то
3. Если а и b – б.б.в., то
Теорема 1: Предел постоянной равен самой этой постоянной, т.к. если
Теорема 2: Пусть существует , тогда
1)
2)
3) Если В ≠ 0, то
Лемма («о двух милиционерах»)
Если функции удовлетворяют условию и если , то .
Примеры: вычисления пределов и раскрытие неопределенностей
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Замечательные пределы
Первый замечательный предел
Доказательство:
по лемме о двух милиционерах:
Второй замечательный предел
Функция называется бесконечно малой функцией при , если
Если и – б.м.ф., то
1)
2)
3) произведение б.м.ф. на ограниченную функцию есть б.м.ф.
Бесконечно большая функция
Опр.: Две функции и называются эквивалентными при , если обозначается ∼
Пример:
при
Непрерывность функции
Опр.: Функция называется непрерывной в точке х0, если она определена в некоторой окрестности этой точки и
Функция называется непрерывной слева (справа) в точке , если она определена в некоторой окрестности слева (справа) от точки и
Опр.: Функция называется непрерывной в интервале, если она непрерывна в каждой точке этого интервала.
Опр.: Точки, в которых, функция не является непрерывной называются точками разрыва.
Классификация точек разрыва
1.
Если
т.е.
но
(если в точке функция не определена)
то – точка устранимого разрыва I-го разряда.
Пример:
при функция неопределенна.
т.о. – точка устраняемого разрыва 1-го рода.
Доопределив функцию в токе , получим:
Новая функция будет уже непрерывна в точке .
2.
то – точка конечного разрыва I-го рода.
Опр.: Скачком функции в точке разрыва I-го рода называется величина:
Пример:
при
в точке разрыв I рода.
3.Все остальные – точки разрыва II рода.
Пример:
при функция неопределенна
Т.к. односторонние пределы (достаточно было бы одного) бесконечны, то – точка разрыва II-го рода.
Примеры вычисления замечательных приделов:
1. т.к.
2.
3.
т.к. при