Предел функции
Предел функции в точке
Предел функции в точке
Односторонние пределы
Односторонние пределы
Предел функции при x стремящемся к бесконечности
Основные теоремы о пределах
Основные теоремы о пределах
Основные теоремы о пределах
Вычисление пределов
Вычисление пределов
Раскрытие неопределенностей
Раскрытие неопределенностей
Раскрытие неопределенностей
Первый замечательный предел
Первый замечательный предел
Первый замечательный предел
Первый замечательный предел
Второй замечательный предел
Второй замечательный предел
1.11M
Category: mathematicsmathematics

Предел функции

1. Предел функции

Предел функции в точке
Односторонние пределы
Предел функции при x стремящемся к
бесконечности
Основные теоремы о пределах
Вычисление пределов
Раскрытие неопределенностей
Первый замечательный предел
Второй замечательный предел

2. Предел функции в точке

Пусть функция y = f(x) определена в некоторой окрестности точки
x0, кроме, быть может самой точки x0.
Число А называют пределом функции в точке x0 (или при x x0),
если для любого положительного ε найдется такое положительное
число δ, что для всех х из δ – окрестности точки x0 справедливо
неравенство:
f (x) A
0; 0; x : x x0 f ( x ) A
lim f ( x ) A
x x0

3. Предел функции в точке

0; 0; x : x x0 f ( x ) A
ε окрестность точки А
y
2
А
0
х0
х
δ окрестность точки x0
Геометрический смысл предела: для всех х из δ – окрестности точки
x0 точки графика функции лежат внутри полосы, шириной 2ε,
ограниченной прямыми: у = А + ε , у = А - ε .

4. Односторонние пределы

В определении предела функции
lim f ( x ) A
x x0
предполагается, что x стремится к x0 любым способом: оставаясь
меньше, чем x0 (слева от x0), большим, чем x0 (справа от x0), или
колеблясь около точки x0.
Бывают случаи, когда способ приближения аргумента x к x0
существенно влияет на значение предела, поэтому вводят понятия
односторонних пределов.
Число А1 называют пределом функции слева в точке x0, если для
любого ε > 0 найдется такое δ >0, что для всех
x ( x0 ; x0 )
справедливо неравенство:
f ( x ) A1
Предел слева записывают так:
lim f ( x ) A1
x x0 0

5. Односторонние пределы

Число А2 называют пределом функции справа в точке x0, если
0; 0; x x0 ; x0 f ( x ) A2
Предел справа записывают так:
Пределы функции слева и
справа называют
односторонними пределами.
y
А2
А1=А2=А
А1
0
lim f ( x ) A2
x x0 0
Очевидно, если существует
х0
х
lim f ( x ) A
x x0
то существуют и оба
односторонних предела,
причем А = А1 = А2

6. Предел функции при x стремящемся к бесконечности

Пусть функция y = f(x) определена в промежутке
; .
x
Число А называют пределом функции при
, если
0; M 0; x : x M f ( x ) A
lim f ( x ) A
x
Геометрический смысл этого
определения таков:
существует такое число М, что
при х > M или при x < - M точки
графика функции лежат внутри
полосы шириной 2ε,
ограниченной прямыми:
у=А+ε,у=А-ε.
y
2
А
0
М
х

7. Основные теоремы о пределах

Рассмотрим теоремы, которые облегчают нахождение пределов
функций.
Формулировка теорем, когда x x0 или x аналогичны,
поэтому будем пользоваться обозначением: lim f ( x ).
Предел суммы (разности) двух функций равен сумме (разности)
пределов:
lim f1( x ) f2 ( x ) lim f1( x ) lim f2 ( x )
Предел произведения двух функций равен произведению
пределов:
lim f1( x ) f2 ( x ) lim f1( x ) lim f2 ( x )
Постоянный множитель можно выносить за знак предела:
lim C f ( x ) C lim f ( x )

8. Основные теоремы о пределах

Предел дроби равен пределу числителя, деленному на предел
знаменателя, если предел знаменателя не равен нулю:
f1( x ) lim f1( x )
lim
f2 ( x ) lim f2 ( x )
lim f ( x ) 0
2
Предел степени с натуральным показателем равен той же
степени предела:
lim f ( x ) lim f ( x )
n
n
Предел показательно – степенной функции:
lim f ( x )
g(x)
lim f ( x )
lim g ( x )

9. Основные теоремы о пределах

Если между соответствующими значениями трех функций
u u( x );
z z( x ); v v ( x )
выполняются неравенства: u z v, при этом:
lim u( x ) lim v ( x ) A
тогда:
lim z( x ) A
Если функция f(x) монотонна и ограничена при x < x0 или при
x > x0, то существует соответственно ее левый предел:
lim f ( x ) A1
x x0 0
или ее правый предел:
lim f ( x ) A2
x x0 0

10. Вычисление пределов

Вычисление предела:
lim f ( x ) A
x x
0
начинают с подстановки предельного значения x0 в функцию f(x).
Если при этом получается конечное число, то предел равен этому
числу.
3x 1
3 1 1
lim
2
2
2
x 1
x
1
Если при подстановки предельного
значения x0 в функцию f(x) получаются
выражения вида:
то предел будет равен:
C
0
C
0

11. Вычисление пределов

Часто при подстановке предельного значения x0 в функцию f(x)
получаются выражения следующих видов:
0
;
0
; 0 ; 1 ; 0 0 ; 0 ; 0 ;
Эти выражения называются неопределенности, а вычисление
пределов в этом случае называется раскрытие
неопределенности.

12. Раскрытие неопределенностей

Раскрытие неопределенности
0
0
x 2 14x 32
0
x 2 x 16
lim 2
lim
x 2
x 2
x 6x 8
0
x 2 x 4
x 16 18
lim
9
x 2
x 4
2
Если f(x) – дробно –
рациональная
x 1 1 x 1 1
0
x 1 1 функция,
необходимо разложить
наlim Если f(x) – иррациональная
lim
x 0
0
множители
числитель
иx 0 дробь, x
x
x 1 умножить
1
необходимо
знаменатель дроби
числитель и знаменатель
x 1 1
1дроби на выражение,
1
lim
lim
числителю.
x 0
x 0
сопряженное
x x 1 1
x 1 1 2

13. Раскрытие неопределенностей

Раскрытие неопределенности
2
2x
3x 1
2 2
2
2x 2 3 x 1
x
x
x
lim 2
lim
x
x 4 x 2
4 x 2x 5
2x 5
2 2
2
x
x
x
3 1
2 2
C
2 0 0 1
x
x
lim
f(x) – дробно
0 –
Если
x
2 5рациональная
4 0 0 2
функция
или
4 2
x x иррациональная дробь
необходимо разделить
числитель и знаменатель
дроби на x в старшей степени

14. Раскрытие неопределенностей

Раскрытие неопределенности
2
2
lim
x
1
x
1
x
lim
x
lim
x
x 1 x 1
2
2
2
Умножим и разделим
2
1)
функцию
на
сопряженное
lim
2
x
2
выражение.
x 1 x 1
2
2
0
2
x2 1 x2 1
( x 1) ( x
2
x 1 x 1
2
x 1 x 1
2

15. Первый замечательный предел

Функция
sin x
x
не определена при x = 0.
Найдем предел этой функции при
М С
x
О В А
OA 1
x 0
0 x
2
Обозначим:
S1 - площадь треугольника OMA,
S2 - площадь сектора OMА,
S3 - площадь треугольника OСА,
Из рисунка видно, что S1< S2 < S3
1
1
1
S1 OA MB OA 0M sin x sin x
2
2
2

16. Первый замечательный предел

М С
x
О В А
1
1
S2 OA AM x
2
2
1
1
S3 OA AC 1 tgx
2
2
1
1
1
sin x x tgx
2
2
2
x tgx
x sin x
sin x x tgx
sin x
cos x x
sin x
1
x
sin x
cos x
1
x

17. Первый замечательный предел

sin x
cos x
1
x
lim cos x cos 0 1
x 0
lim1 1
sin x
lim
1
x 0
x
x 0
Формула справедлива также при x < 0
Следствия:
x
lim
1
x 0
sin x
tgx
lim
1
x 0
x
x
lim
1
x 0
tgx
sin kx
lim
1
x 0
kx

18. Первый замечательный предел

0
1 cos 4 x
2 sin 2x
sin 2 x
lim
lim
2 lim
2
2
x 0
x
0
x
0
0
x
x
x
2
2
sin 2 x 2 lim 2 sin 2 x
x 0
2 lim
2x
x 0 x
2
2
sin 2 x
2
2 2 lim
2 2 1 8
x 0
2x
2

19. Второй замечательный предел

Вторым замечательным пределом называется равенство:
Следствия:
2.7182818284
1
x
1
lim
1
e
x
x
lim 1 x x e
x 0
kx
1
lim
1
e
x
kx
Второй замечательный предел применяется для раскрытия
неопределенности 1 .
Другие полезные формулы:
(1 x ) 1
lim
m
x 0
x
m
ln( 1 x )
lim
1
x 0
x
ax 1
lim
ln a
x 0
x

20. Второй замечательный предел

x 3
x 1 4
lim
lim
x
x
x 1
x 1
x 3
4
1
x 1 y
1
lim 1
y
y
x 3
4
lim
1
x
x 1
x 4y 1; x ; y
4 y 1 3
4y
1
1
lim 1 1
y
y
y
4
4
4
1
1
lim 1 lim 1 e 4 14 e 4
y
y
y
y
y
x 3
English     Русский Rules