Предел числовой последовательности

Опр.: Если по некоторому закону каждому натуральному числу n поставлено в соответствие число an, то говорят, что задана числовая последовательность Предел числовой последовательности - student2.ru

Предел числовой последовательности - student2.ru – элементы числовой последовательности.

Предел числовой последовательности - student2.ru – общий член или n-ый член.

Рассмотрим Предел числовой последовательности - student2.ru

Опр.: Число А называется пределом числовой последовательности Предел числовой последовательности - student2.ru , если Предел числовой последовательности - student2.ru найдется такой номер N (зависящий от Предел числовой последовательности - student2.ru , что для всех элементов последовательности с номерами n > N верно неравенство: Предел числовой последовательности - student2.ru

       
  Предел числовой последовательности - student2.ru
    Предел числовой последовательности - student2.ru
 

0 Предел числовой последовательности - student2.ru Предел числовой последовательности - student2.ru Предел числовой последовательности - student2.ru Предел числовой последовательности - student2.ru 1

Геометрический смысл: Число A – есть Предел числовой последовательности - student2.ru , если Предел числовой последовательности - student2.ru все члены Предел числовой последовательности - student2.ru будут заключены в ε-окрестность точки А, какой бы узкой она не была. Вне этой окрестности – только конечное число членов Предел числовой последовательности - student2.ru .

Опр.: Последовательность называется сходящейся если существует конечный предел этой последовательности, в противном случае последовательность называется расходящейся.

Предел функции в бесконечности и в точке

Предел числовой последовательности - student2.ru Опр.: Число А называется пределом функции Предел числовой последовательности - student2.ru при х сходящемся к а, если Предел числовой последовательности - student2.ru найдется такое Предел числовой последовательности - student2.ru , что при Предел числовой последовательности - student2.ru выполняется Предел числовой последовательности - student2.ru .

Обозначение: Предел числовой последовательности - student2.ru

 
  Предел числовой последовательности - student2.ru

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 Предел числовой последовательности - student2.ru и Предел числовой последовательности - student2.ru , то пишут Предел числовой последовательности - student2.ru ; если Предел числовой последовательности - student2.ru и Предел числовой последовательности - student2.ru , то пишут Предел числовой последовательности - student2.ru . Соответствующие пределы:

Предел числовой последовательности - student2.ru и Предел числовой последовательности - student2.ru

называются левосторонними и правосторонними пределами функции в точке а.

Для существования двухстороннего предела функции Предел числовой последовательности - student2.ru что существовали Предел числовой последовательности - student2.ru и Предел числовой последовательности - student2.ru 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.

Предел числовой последовательности - student2.ru если Предел числовой последовательности - student2.ru

Опр.: Число В называется пределом функции в ∞, если Предел числовой последовательности - student2.ru найдется такое число S, что Предел числовой последовательности - student2.ru выполняется неравенство Предел числовой последовательности - student2.ru .

Предел числовой последовательности - student2.ru

Основные теоремы о пределах

Бесконечно большая величина – переменная, предел которой равен + ∞ или
– ∞.

Бесконечно малая величина – переменная, предел которой равен 0.

Свойства:

1. Предел числовой последовательности - student2.ru и Предел числовой последовательности - student2.ru

2. Если а и b – б.м.в., то

Предел числовой последовательности - student2.ru Предел числовой последовательности - student2.ru

3. Если а и b – б.б.в., то

Предел числовой последовательности - student2.ru Предел числовой последовательности - student2.ru

Теорема 1: Предел постоянной равен самой этой постоянной, т.к. если

Предел числовой последовательности - student2.ru

Теорема 2: Пусть существует Предел числовой последовательности - student2.ru , тогда

1) Предел числовой последовательности - student2.ru

2) Предел числовой последовательности - student2.ru

3) Если В ≠ 0, то Предел числовой последовательности - student2.ru

Лемма («о двух милиционерах»)

Если функции Предел числовой последовательности - student2.ru удовлетворяют условию Предел числовой последовательности - student2.ru и если Предел числовой последовательности - student2.ru , то Предел числовой последовательности - student2.ru .

Примеры: вычисления пределов и раскрытие неопределенностей

Предел числовой последовательности - student2.ru

1. Предел числовой последовательности - student2.ru

2. Предел числовой последовательности - student2.ru Предел числовой последовательности - student2.ru

3. Предел числовой последовательности - student2.ru

4. Предел числовой последовательности - student2.ru

5. Предел числовой последовательности - student2.ru

6. Предел числовой последовательности - student2.ru

7. Предел числовой последовательности - student2.ru

Замечательные пределы

Первый замечательный предел Предел числовой последовательности - student2.ru

Предел числовой последовательности - student2.ru Предел числовой последовательности - student2.ru Доказательство:

         
    Предел числовой последовательности - student2.ru
  Предел числовой последовательности - student2.ru
 
  Предел числовой последовательности - student2.ru
 

Предел числовой последовательности - student2.ru

Предел числовой последовательности - student2.ru

Предел числовой последовательности - student2.ru

Предел числовой последовательности - student2.ru

Предел числовой последовательности - student2.ru

Предел числовой последовательности - student2.ru

Предел числовой последовательности - student2.ru

по лемме о двух милиционерах:

Предел числовой последовательности - student2.ru

Второй замечательный предел Предел числовой последовательности - student2.ru

Предел числовой последовательности - student2.ru

Предел числовой последовательности - student2.ru

Предел числовой последовательности - student2.ru

Функция Предел числовой последовательности - student2.ru называется бесконечно малой функцией при Предел числовой последовательности - student2.ru , если

Предел числовой последовательности - student2.ru

Если Предел числовой последовательности - student2.ru и Предел числовой последовательности - student2.ru – б.м.ф., то

1) Предел числовой последовательности - student2.ru

2) Предел числовой последовательности - student2.ru

3) произведение б.м.ф. на ограниченную функцию есть б.м.ф.

Бесконечно большая функция Предел числовой последовательности - student2.ru Предел числовой последовательности - student2.ru

Опр.: Две функции Предел числовой последовательности - student2.ru и Предел числовой последовательности - student2.ru называются эквивалентными при Предел числовой последовательности - student2.ru , если Предел числовой последовательности - student2.ru обозначается Предел числовой последовательности - student2.ruПредел числовой последовательности - student2.ru

Пример:

Предел числовой последовательности - student2.ru Предел числовой последовательности - student2.ru

при Предел числовой последовательности - student2.ru Предел числовой последовательности - student2.ru Предел числовой последовательности - student2.ru

Предел числовой последовательности - student2.ru Предел числовой последовательности - student2.ru

Предел числовой последовательности - student2.ru Предел числовой последовательности - student2.ru

Предел числовой последовательности - student2.ru Предел числовой последовательности - student2.ru

Непрерывность функции

Опр.: Функция Предел числовой последовательности - student2.ru называется непрерывной в точке х0, если она определена в некоторой окрестности этой точки и Предел числовой последовательности - student2.ru

 
  Предел числовой последовательности - student2.ru

Функция называется непрерывной слева (справа) в точке Предел числовой последовательности - student2.ru , если она определена в некоторой окрестности слева (справа) от точки Предел числовой последовательности - student2.ru и

Предел числовой последовательности - student2.ru

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.

Предел числовой последовательности - student2.ru Предел числовой последовательности - student2.ru Классификация точек разрыва

Предел числовой последовательности - student2.ru Предел числовой последовательности - student2.ru Предел числовой последовательности - student2.ru Предел числовой последовательности - student2.ru Предел числовой последовательности - student2.ru Предел числовой последовательности - student2.ru 1.

Предел числовой последовательности - student2.ru Предел числовой последовательности - student2.ru Предел числовой последовательности - student2.ru Если

 
  Предел числовой последовательности - student2.ru

т.е.

 
  Предел числовой последовательности - student2.ru

Предел числовой последовательности - student2.ru Предел числовой последовательности - student2.ru Предел числовой последовательности - student2.ru но

(если в точке Предел числовой последовательности - student2.ru функция не определена)

то Предел числовой последовательности - student2.ru – точка устранимого разрыва I-го разряда.

Пример:

Предел числовой последовательности - student2.ru при Предел числовой последовательности - student2.ru функция неопределенна.

Предел числовой последовательности - student2.ru

т.о. Предел числовой последовательности - student2.ru – точка устраняемого разрыва 1-го рода.

Доопределив функцию в токе Предел числовой последовательности - student2.ru , получим:

Предел числовой последовательности - student2.ru

Новая функция будет уже непрерывна в точке Предел числовой последовательности - student2.ru .

Предел числовой последовательности - student2.ru Предел числовой последовательности - student2.ru 2.

                 
    Предел числовой последовательности - student2.ru
  Предел числовой последовательности - student2.ru
 
  Предел числовой последовательности - student2.ru
    Предел числовой последовательности - student2.ru
 
 
 
  Предел числовой последовательности - student2.ru   Предел числовой последовательности - student2.ru
 

то Предел числовой последовательности - student2.ru – точка конечного разрыва I-го рода. Предел числовой последовательности - student2.ru Предел числовой последовательности - student2.ru Предел числовой последовательности - student2.ru

Опр.: Скачком функции в точке разрыва I-го рода называется величина:

Предел числовой последовательности - student2.ru

Пример:

Предел числовой последовательности - student2.ru Предел числовой последовательности - student2.ru Предел числовой последовательности - student2.ru

Предел числовой последовательности - student2.ru при Предел числовой последовательности - student2.ru Предел числовой последовательности - student2.ru

Предел числовой последовательности - student2.ru Предел числовой последовательности - student2.ru Предел числовой последовательности - student2.ru Предел числовой последовательности - student2.ru Предел числовой последовательности - student2.ru

Предел числовой последовательности - student2.ru Предел числовой последовательности - student2.ru Предел числовой последовательности - student2.ru Предел числовой последовательности - student2.ru

Предел числовой последовательности - student2.ru в точке Предел числовой последовательности - student2.ru разрыв I рода.

Предел числовой последовательности - student2.ru

3.Все остальные – точки разрыва II рода.

           
  Предел числовой последовательности - student2.ru   Предел числовой последовательности - student2.ru   Предел числовой последовательности - student2.ru
 

Пример:

Предел числовой последовательности - student2.ru при Предел числовой последовательности - student2.ru функция неопределенна

Предел числовой последовательности - student2.ru Предел числовой последовательности - student2.ru

Т.к. односторонние пределы (достаточно было бы одного) бесконечны, то Предел числовой последовательности - student2.ru – точка разрыва II-го рода.

Примеры вычисления замечательных приделов:

1. Предел числовой последовательности - student2.ru т.к. Предел числовой последовательности - student2.ru

2. Предел числовой последовательности - student2.ru

3. Предел числовой последовательности - student2.ru

Предел числовой последовательности - student2.ru

Предел числовой последовательности - student2.ru

т.к. Предел числовой последовательности - student2.ru при Предел числовой последовательности - student2.ru




Наши рекомендации