Материал: 2187

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

lim 1 x 1x e второй замечательный предел.

x 0

3. lim loga 1 x loga e;

x 0 x

С

 

 

 

 

 

 

lim

ln 1 x

1 частный случай.

 

x 0

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. lim

 

ax 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

lna;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x 0

 

x

 

 

 

 

 

 

lim

ex

 

1

1 частный случай.

 

 

 

 

 

 

 

 

x 0 x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

и1 x 1

 

 

 

5.

lim

 

 

 

 

 

 

n.

 

 

 

 

x 0

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

Функция x называется есконечно малой (б.м.) в точке a, ес-

ли lim x 0.

 

 

 

 

 

 

x a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

и x две б. м. функции в точке a и предел

Рассмотрим x

их отношения lim

x

 

0

.

Д

 

 

 

 

 

 

 

 

бx 0 А

 

 

 

 

 

 

x a

 

 

 

 

 

 

Если lim

x

c 0, то x

и x называются б. м. одного и

 

 

 

 

x a x

 

 

 

 

 

И

того же порядка малости в точке а.

 

Если с 1, то x

и x называются эквивалентными в точке

а:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x ~

x .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x a

 

 

Пример

Используем первый замечательный предел lim sin x 1.

x 0 x

26

По определению эквивалентных функций можно записать экви-

валентность вида sin ~ .

0

Аналогично получаются и другие эквивалентности, представленные ниже.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Эквивалентные функции:

 

 

 

СибАДИ

1. sin ~

 

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. tg

~

;

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

3.arcsin

~

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. arctg ~

;

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

5. ln 1 ~ ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6. e 1 ~ ;

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

7. 1 n 1 ~ n ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8. a 1~ lna;

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

9. a

xn

a

n 1

xn 1 ... a x a

0

~

n

xn.

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

Теорема (

 

спользование эквивалентности . м. функций при

вычислен

пределов). Если x ~ 1 x ; x ~ 1 x при x a, то

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

lim

x

 

lim

1 x

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x a x

 

 

x a x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

Доказательство.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполним преобразования:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

lim

x

 

lim x 1 x 1 x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x a x

 

 

x a x

x x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

1

 

 

 

 

lim

x

 

 

1 x

 

 

1 x

 

1 1 lim

1 x

lim

1 x

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

x

 

 

 

 

x

 

 

 

 

x a

1

 

 

 

 

x a x

x a x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

1

 

Итак, доказано, что предел отношения двух

б.м. функций не из-

менится, если эти б.м. заменить эквивалентными. Теорема доказана.

Примеры

С помощью таблицы эквивалентных функций и теоремы об использовании эквивалентности б. м. функций при вычислении пределов упрощается нахождение пределов.

27

1. Найти limsin4x . x 0 tg3x

Решение. В силу первого замечательного предела sin 4x ~ 4x, tg 3x ~ 3x при x 0, поэтому

С

 

 

 

 

 

 

lim

sin4x

= lim

4x

=

4

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x 0 tg3x

x 0 3x

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.

lim

 

 

 

 

1 sin3x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Найти

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x 0

 

 

 

 

tg x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Решен е.

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

бА

 

 

 

 

 

 

1 sin3x 1 0

 

 

 

 

1

sin3x

 

 

 

1

3x

lim

 

 

 

 

 

 

 

 

 

lim

2

 

 

 

 

lim

2

 

 

lim3 3.

 

x 0

 

 

 

 

x

0

 

 

x 0

 

x

 

 

x 0

 

x

x 0

 

 

 

 

tg

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

При вычислении предела использованы эквивалентности 7, 2, 1.

 

 

x

 

 

 

 

 

то x

Д

Если lim

 

 

 

 

0,

 

называется

б. м. более высокого по-

 

x a x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

рядка малости, чем x в точке a.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Если

lim

x

 

,

то x

называется б. м. более низкого по-

 

 

 

 

x x

 

x в точке a.

 

 

 

 

 

И

рядка малости, чем

 

 

 

 

 

 

Если

lim

x

 

 

не существует,

то x и x

называются не-

 

 

x x

сравнимыми.

§ 8. Вычисление пределов (видео 1)

Вычисление пределов начинается с подстановки вместо x числа, к которому стремится x (при x 3 вместо x будем подставлять 3 и т.д.). При вычислениях следует использовать основные свойства функций (прил. 2 5).

28

1.

lim

2x 1

 

 

 

2 3 1

 

5

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x 3 x 6

 

 

 

 

 

 

9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.

lim

 

 

3 x

 

 

 

3 1

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

2

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 2

 

3

3

 

 

 

 

 

x 1 x 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4x

 

 

 

 

 

 

4 0

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.

lim

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7 x

 

 

 

 

 

7 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7

 

 

 

 

 

 

 

 

В эт х пр мерах

мы получили числа в результате вычислений,

С

 

 

 

 

 

е предела.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

которые дают значен

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Необход мо

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

связь

б.б.

 

 

и б.м. функций (теорема 5 из

§ 6):

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

помнить1

 

0;

1

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Например:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.

lim

3 x

 

3 0

3

 

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

0

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

бА

 

 

2.

lim

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

0.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x x2 x 3

2 3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

0

Ситуации, в которых получаемД; ; 1 ; 0 и другие,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

считаются неопределённостями и вычисляются различными способа-

ми. Рассмотрим некоторые приемы вычисления пределов функций

для различных видов неопределенностей.

И

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I.Неопределенность .

Такая ситуация может возникнуть, например, при x при делении многочлена на многочлен. Для вычисления предела в такой ситуации нужно разделить числитель и знаменатель дроби на x в наибольшей степени.

29

Примеры

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

6x

8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3x2 6x 8

 

 

 

(делим на x2 )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.

lim

 

lim

 

 

 

 

x2

x2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

2x

2

4x 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

2x

2

 

 

4x

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

С

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x2

 

 

 

x2

 

 

 

8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

 

8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x2

 

 

 

 

 

 

 

3

6

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 0 0

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

x

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

lim

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

2

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

4

 

 

 

 

1

2 0 0

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

и

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2x 6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2x

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

6

 

 

 

 

 

 

 

2. lim

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

lim

 

 

 

 

x

 

 

 

x

 

 

 

 

 

lim

 

 

 

x

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

бА

x

 

 

3 8

 

 

 

 

x x2

 

3x 8

 

 

 

 

 

 

x x2

 

3x

 

8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x2

 

x2

 

x2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

x

 

 

x2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 0 0

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2x3 4x 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

4

 

 

1

 

 

 

 

 

 

2 0 0

 

2

 

 

 

3.

lim

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

lim

x2

 

x

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

3

 

 

 

 

 

 

 

0 0

 

 

 

 

x x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Д

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

II.Неопределенность 0 .

0

 

 

 

 

 

 

И

Если x a и при вычислении предела отношения многочленов

получаем ситуацию

 

0

, то нужно числитель и знаменатель дроби

 

 

0

 

 

разложить на множители и сократить одинаковые выражения.

Примеры

 

 

 

 

 

1. lim

x2 1

 

 

0

 

 

 

 

 

=

 

0

x 1 x2 x 2

 

 

 

30