Hogyan lehet lim példákat találni? Hogyan oldható meg a próbabábu korlátozása?
Limit elmélet - a matematikai elemzés egyik szakasza, amelyet egyik elsajátíthat, mások alig számítják a határokat. A határok megtalálásának kérdése meglehetősen általános, mivel tucatnyi technika létezik megoldások korlátai különféle típusú. Ugyanazok a határok találhatók mind L'Hôpital szabálya szerint, mind anélkül. Előfordul, hogy a végtelenül kis funkciók sorozatának ütemezése lehetővé teszi a kívánt eredmény gyors elérését. Számos technika és trükk létezik a komplexitás függvényének határának meghatározására. Ebben a cikkben megpróbáljuk megérteni a korlátozások fő típusait, amelyekkel a gyakorlatban leggyakrabban szembesülnek. Itt nem adjuk meg a határ elméletét és meghatározását, sok forrás található az interneten, ahol ezt megrágják. Ezért térjünk át a gyakorlati számításokhoz, itt van az, hogy "nem tudom! Nem tudom, hogyan! Nem tanítottak minket!"
Számítási határértékek helyettesítéssel
1. példa Keresse meg a függvény határát
Lim ((x ^ 2-3 * x) / (2 * x + 5), x \u003d 3).
Megoldás: Az ilyen példákat elméletileg szokásos helyettesítéssel számítják ki
A határ 18/11.
Az ilyen határokon belül nincs semmi bonyolult és bölcs - helyettesítették a kiszámított értéket, válaszként leírták a határértéket. Ezen korlátok alapján azonban mindenkinek megtanítják, hogy az első lépés az, hogy egy értéket egy funkcióra cserélnek. Ezenkívül a határok bonyolultak, bevezetésre kerül a végtelenség, a bizonytalanság és hasonlók fogalma.
Osszuk el a határt határozatlansággal, mint a végtelenség a végtelenséggel. Bizonytalanság-közzétételi technikák
2. példa Keresse meg a függvény határát
Lim ((x ^ 2 + 2x) / (4x ^ 2 + 3x-4), x \u003d végtelenség).
Megoldás: A polinom formájának határát meghatározzuk, osztva polinommal, és a változó a végtelenségig hajlik
Az érték egyszerű helyettesítése, amelyhez a változót meg kell találni a határok megkereséséhez, nem segít, a végtelenség formájának bizonytalanságát elosztjuk a végtelenséggel.
Izzadási határérték elmélete A határ kiszámításának algoritmusa a legnagyobb "x" fok megtalálása a számlálóban vagy a nevezőben. Ez tovább egyszerűsíti a számlálót és a nevezőt, és megtalálható a függvény határa
Mivel az érték nullára változik a végtelenig változóval, akkor ezeket figyelmen kívül hagyják, vagy a végső kifejezésben nullák formájában írják
Azonnal a gyakorlatból két következtetést vonhat le, amelyek tippet mutatnak a számításokban. Ha a változó végtelenre hajlik, és a számláló foka nagyobb, mint a nevező, akkor a határ megegyezik a végtelenséggel. Ellenkező esetben, ha a nevezőben a polinom magasabb rendű, mint a számlálóban, akkor a határ nulla.
A határérték az alábbi képletekkel írható meg:
Ha funkcionálunk egy rendes napló formájában, frakciók nélkül, akkor annak határa megegyezik a végtelenséggel
A következő típusú korlátozás a nulla közelében lévő funkciók viselkedésére vonatkozik.
3. példa Keresse meg a függvény határát
Lim ((x ^ 2 + 3x-5) / (x ^ 2 + x + 2), x \u003d 0).
Megoldás: Itt nem szükséges a polinom legmagasabb tényezőjét kivenni. Éppen ellenkezőleg, meg kell találnia a számláló és a nevező legkisebb fokát, és kiszámítania kell a határt
X érték ^ 2; x hajlamos nullára, ha a változó nullára hajlik. Ezért figyelmen kívül hagyjuk őket, így kapunk
hogy a határérték 2,5.
Most már tudod hogyan lehet megtalálni a függvény határát? a polinom forma osztva egy polinommal, ha a változó végtelenre vagy 0-ra hajlamos. De ez csak a példák kis és egyszerű része. A következő anyagból megtudhatja hogyan lehet feltárni a függvény korlátainak bizonytalanságait.
Határozzon meg a 0/0 típusú bizonytalansággal és annak számítási módszereivel
Mindenki azonnal emlékszik arra a szabályra, amely szerint nem oszthatja meg nullával. A korlátok elmélete ebben az összefüggésben azonban végtelen funkciókat jelent.
Nézzünk néhány példát az érthetőség kedvéért.
4. példa Keresse meg a függvény határát
Lim ((3x ^ 2 + 10x + 7) / (x + 1), x \u003d -1).
Megoldás: Ha az x \u003d -1 változó értékét a nevezőbe cseréljük, akkor nullát kapunk, ugyanazt, amit a számlálóban kapunk. Tehát van a forma bizonytalansága 0/0.
Az ilyen bizonytalanság kezelése egyszerű: ki kell számolni a polinomot, vagy inkább azt a tényezőt kell kiválasztania, amely a függvényt nullára változtatja.
A bomlás után a függvény határát így írhatjuk
Ez a teljes technika a függvény határának kiszámításához. Ugyanezt tesszük, ha a polinom formájának korlátja osztva egy polinommal.
5. példa Keresse meg a függvény határát
Lim ((2x ^ 2-7x + 6) / (3x ^ 2-x-10), x \u003d 2).
Megoldás: Előre cserélés mutat
2*4-7*2+6=0;
3*4-2-10=0
amink van bizonytalansági típus 0/0.
Ossza el a polinómokat olyan tényezővel, amely bemutatja a szingularitást
Vannak olyan tanárok, akik azt tanítják, hogy a 2. rendű polinómokat, azaz a „másodfokú egyenletek” formáját megkülönböztető módon kell megoldani. De a valódi gyakorlat azt mutatja, hogy hosszabb és zavaróbb, ezért szabaduljon meg a megadott algoritmus funkcióitól. Így a függvényt primer tényezők formájában írjuk, és felsoroljuk a határértéket
Mint láthatja, az ilyen korlátok kiszámítása semmi nehéz. A határértékek tanulmányozásakor tudod, hogyan kell felosztani a polinómokat, legalább azon program szerint, amelyet már át kellett volna menned.
A bizonytalansági típus 0/0vannak olyanok, amelyekben a rövidített szorzási képleteket kell alkalmazni. De ha nem ismeri őket, akkor a polinom egy monomiumdal történő elosztásával megkaphatja a kívánt képletet.
6. példa Keresse meg a függvény határát
Lim ((x ^ 2-9) / (x-3), x \u003d 3).
Megoldás: A 0/0 típusú bizonytalanság van. A számlálóban a képletet alkalmazzuk a csökkent szorzásra
és kiszámítja a szükséges határértéket
A bizonytalanság nyilvánosságra hozatalának módszere a konjugátum szorzásával
A módszert arra a határértékre alkalmazzák, amelyben a bizonytalanság irracionális függvényeket generál. A számláló vagy a nevező a számításnál nullává válik, és nem ismert, hogyan lehet megtalálni a szegélyt.
7. példa Keresse meg a függvény határát
Lim ((sqrt (x + 2) -sqrt (7x-10)) / (3x-6), x \u003d 2).
Döntés:A változót képviseljük a határképletben
A helyettesítés 0/0 típusú bizonytalanságot eredményez.
A korlátok elmélete szerint ennek a tulajdonságnak a megkerülésére szolgáló módszer az irracionális kifejezés megszorozása a konjugátummal. Annak érdekében, hogy a kifejezés ne változjon, a nevezőt ugyanazzal az értékkel kell elosztani
A négyzetek különbségének szabályával egyszerűsítjük a számlálót és kiszámoljuk a függvény határát
Egyszerűsítjük azokat a kifejezéseket, amelyek megteremtik a szingularitást a limitben és végrehajtják a helyettesítést
8. példa Keresse meg a függvény határát
Lim ((sqrt (x-2) -sqrt (2x-5)) / (3-x), x \u003d 3).
Megoldás: Az előrecserélés azt mutatja, hogy a limitnek van egy 0/0 formájú tulajdonsága.
A kibővítéshez megszorozzuk és osztjuk a konjugátummal a számlálóval
A négyzetek különbségének írása
Egyszerűsítjük azokat a kifejezéseket, amelyek bevezetik a szingularitást és megtalálják a függvény határát
9. példa Keresse meg a függvény határát
Lim ((x ^ 2 + x-6) / (sqrt (3x-2) -2), x \u003d 2).
Megoldás: Helyettesítse a 2. képletet
Kapunk bizonytalanság 0/0.
A nevezőt meg kell szorozni a konjugált kifejezéssel, és a számlálóban meg kell oldani a kvadratikus egyenletet, vagy tényezőkre kell osztani, figyelembe véve a szingularitást. Mivel ismeretes, hogy a 2 gyökér, a második gyököt találjuk Hely tételének alapján
Így a számlálót az űrlapon írjuk
és helyettesítse a limitet
A négyzetek közötti különbség csökkentésével megszabadulunk a számlálóban és a nevezőben levő szingularitásoktól
Ilyen módon számos példában megszabadulhat a szingularitástól, és az alkalmazást meg kell jegyezni, ahol az adott gyökér különbség nullára vált helyettesítéskor. Más típusú korlátozások az exponenciális függvényekre, a végtelen méretű funkciókra, a logaritmusokra, a speciális határokra és más technikákra vonatkoznak. De erről az alábbiakban felsorolt \u200b\u200bcikkekben olvashat, a korlátozásokkal kapcsolatban.
Folytatjuk a kész válaszok elemzését a korlátok elméletével kapcsolatban, és ma csak azokra az esetekre fogunk reagálni, amikor egy függvény egy változója vagy egy sorozat egy száma végtelenre hajlik. A végtelenséghez való végkorlát kiszámítására vonatkozó utasítást korábban adtuk, itt csak azokra az egyedi esetekre fogunk tartani, amelyek nem mindenki számára nyilvánvalóak és egyszerűek.
35. példa Van egy tört tört formájában, ahol a számláló és a nevező gyökérfüggvények.
Meg kell találni egy korlátot, amikor a szám végtelenre hajlik.
Itt nem feltétlenül kell feltárnia az irracionalitást a számlálóban, hanem csak a gyökerek gondos elemzése és a szám magasabb fokának megállapítása érdekében.
Az elsőben a számláló gyökeinek n ^ 4 tényezője van, vagyis n ^ 2 ki lehet venni a zárójelben.
Tegyük ugyanezt a nevezővel.
Ezután becsüljük meg a radikális kifejezések értékét a határon átmenő szakaszban.
Nullával osztották meg, ami rossz iskolai tanfolyam, de ez megengedett a határ átlépésénél.
Csak az "annak megítélése érdekében, hogy a funkció célja" módosítással
Ezért nem minden tanár tudja értelmezni az adott rekordot helyesnek, bár megértik, hogy az eredményül kapott rekord ettől nem változik.
Fontolja meg a választ, amelyet az elmélet szerint a tanárok igényei szerint állítottak össze.
Az egyszerűség kedvéért csak a gyökér alatti fő dodankasokat fogjuk értékelni
Továbbá a számlálóban a fok 2, a nevezőben a 2/3, tehát a számláló gyorsabban növekszik, ami azt jelenti, hogy a határ a végtelenig hajlik.
Jele az n ^ 2, n ^ (2/3) tényezőktől függ, tehát pozitív.
36. példa. Vegyünk példát az exponenciális függvények megosztási határára. Ilyen gyakorlati példát kevésbé vesznek figyelembe, tehát nem minden hallgató látja könnyedén, hogy felfedje a felmerülő bizonytalanságokat.
A számláló és a nevező maximális tényezője 8 ^ n, és egyszerűsítjük
Ezután becsüljük meg az egyes ciklusok hozzájárulását
A 3/8 kifejezés általában nulla, a változó végtelenségig megy, mivel 3/8<1
(свойство степенно-показательной функции).
37. példa A faktorszámú szekvencia határát kibővítjük, ha a tényezőt a számláló és a nevező legnagyobb közös tényezőjéhez rendelik.
Ezután csökkentsük, és a határértéket a számmutatók és a nevező számértéke alapján értékezzük ki.
Példánkban a nevező gyorsabban nő, tehát a határ nulla.
A következőket használjuk itt
tényező tulajdonság.
38. példa L'Hôpital szabályainak alkalmazása nélkül összehasonlítjuk a változó maximális mutatóit a tört számlálójában és nevezőjében.
Mivel a nevező a 4\u003e 2 változó legmagasabb mutatóját tartalmazza, gyorsabban növekszik.
Ezért azt a következtetést vonjuk le, hogy a függvény határa nullára esik.
39. példa Az alak végtelenségének szingularitását osztottuk meg a végtelenséggel az x ^ 4 átvitelének módszerével a frakció számlálójából és nevezőjéből.
A határig való átjutás eredményeként végtelenséget kapunk.
40. példa Van egy polinomok megoszlása, meg kell határozni a határértéket, mivel a változó végtelenre hajlik.
A változó legnagyobb teljesítménye a számlálóban és a nevezőben 3, ami azt jelenti, hogy a határ létezik, és megegyezik az acéléval.
Vegye ki a x ^ 3-at és hajtsa végre a végigmenést
41. példa. Az első típus szingularitása van a végtelenség fokához.
És ez azt jelenti, hogy a zárójelben kifejezett kifejezést és magát a mutatót a második fontos határ alatt kell csökkenteni.
Írjuk le a számlálót, hogy kiválasszuk a benne lévő nevezővel azonos kifejezést.
Ezután egy és egy kifejezést tartalmazó kifejezéshez fordulunk.
A fokozatot 1 / tényezővel kell megkülönböztetni ((kifejezés).
Így exponenst kapunk a frakcionált függvény határának hatalmában.
A második korlátot a szolgáltatások megnyitásához használták:
42. példa Az első típus szingularitása van a végtelenség fokához.
A nyilvánosságra hozatal érdekében a funkciót a második figyelemre méltó határra kell csökkenteni.
Ennek módját az alábbi képlet mutatja be részletesen.
Sok hasonló feladatot találhat. Lényegük az, hogy a kívánt mértéket megkapják az exponenssel, és ez megegyezik a zárójelben szereplő kifejezés viszonosságával egységben.
Ezzel a módszerrel kapunk egy exponenst. A további számításokat az exponens fokozatának kiszámításához végezzük.
Itt az exponenciális függvény végtelenre hajlik, mivel az érték nagyobb, mint egy e \u003d 2,72\u003e 1.
43. példa A tört nevezőjében a végtelenség típusának bizonytalansága van, mínusz a végtelenség, valójában egyenlő osztás nullára.
A gyökér megszabadításához szorozzuk meg a konjugált kifejezéssel, majd átírjuk a nevezőt a négyzetkülönbség képletének felhasználásával.
A végtelenség bizonytalanságot elosztjuk a végtelenséggel, tehát a változót legnagyobb mértékben vesszük ki, és csökkentjük.
Ezután becsüljük meg az egyes kifejezések hozzájárulását és megtaláljuk a függvény határát a végtelennél
Állandó szám és hívott határ szekvenciák(x n) tetszőlegesen kicsi pozitív szám eseténε > 0 van egy N szám, amely az összes érték x n , amelyeknél n\u003e N, kielégítik az egyenlőtlenséget
| x n - a |< ε. (6.1)
Az alábbiak szerint írják: vagy x n → a.
Az egyenlőtlenség (6.1) egyenértékű a kettős egyenlőtlenséggel
a- ε< x n < a + ε, (6.2)
ami azt jelenti, hogy a pontok x n, kezdve néhány n\u003e N számmal, az intervallumon belül helyezkednek el (a-ε, a + ε ), azaz esni minden kicsiε - a pont szomszédsága és.
A sorozatot, amelynek van egy határa, nevezzük összetartó, másképp - széttartó.
A függvény határának fogalma a szekvencia határának fogalmának általánosítása, mivel egy sorozat határát egész szám argumentum x n \u003d f (n) függvényének tekinthetjük. n.
Adjunk egy f (x) függvényt és hagyjuk egy - határérték ennek a D (f) függvénynek a domainje, azaz egy pont, amelynek bármely szomszédsága a D (f) halmazpontjától eltérő pontokat tartalmaz egy... Pont egy lehet, hogy nem tartozik a D (f) halmazba.
1. meghatározás Az A állandó számot hívják határ funkció f (x) nál nélx →a, ha az argumentumértékek bármely (x n) sorozatára hajlamosak és, a megfelelő szekvenciáknak (f (x n)) ugyanaz az A határa.
Ezt a meghatározást nevezzük a függvény Heine-határának meghatározása, vagy " szekvencia nyelven”.
2. meghatározás... Az A állandó számot hívják határ funkció f (x) nál nél x →a, ha tetszőlegesen tetszőlegesen kicsi beállítással pozitív szám ε
, megtalálható egy ilyen δ \u003e 0 (ε-től függően)), amely mindenki számára xfekszikA szám ε-szomszédai és, azaz mert xaz egyenlőtlenség kielégítése
0 <
x-a< ε
, az f (x) függvény értékei benne vannakaz A szám ε-szomszédsága, azaz| f (x) -A |<
ε.
Ezt a meghatározást nevezzük a függvény Cauchy-határának meghatározása,vagy „Az ε - δ nyelven “.
Az 1. és 2. meghatározás egyenértékű. Ha az f (x) függvény x → a van határegyenlő A-val, ezt úgy írják:
. (6.3)
Abban az esetben, ha az (f (x n)) szekvencia határozatlan időre növekszik (vagy csökken) a közelítés bármely módszerére x a korlátodig és, akkor azt mondjuk, hogy az f (x) függvénynek van végtelen korlát, és írja le:
Olyan változót (vagyis szekvenciát vagy függvényt) hívunk, amelynek határa nulla végtelenül kis érték.
Olyan változót hívunk, amelynek határa megegyezik a végtelenséggel végtelenül nagy.
A gyakorlatban a határ megállapításához használja a következő tételeket.
1. tétel ... Ha van minden határ
(6.4)
(6.5)
(6.6)
Megjegyzés... Kifejezések, mint például 0/0, ∞/∞, ∞-∞ , 0*∞ , - bizonytalanok, például a két végtelenül kis vagy végtelenül nagy mennyiség aránya, és egy ilyen fajta határ megállapítását „bizonytalanságok feltárására” hívják.
2. tétel (6.7)
azok. egy állandó exponenssel mehet a fok alján lévő határértékre, ;
(6.8)
(6.9)
3. tétel
(6.10)
(6.11)
ahol e » 2.7 a természetes logaritmus alapja. A (6.10) és (6.11) képleteket nevezzük az elsőnek csodálatos határés a második figyelemre méltó határ.
A (6.11) képlet következményeit a gyakorlatban is figyelembe vesszük:
(6.12)
(6.13)
(6.14)
különösen a határértéket
Ha x → a és egyszerre x\u003e a, akkor x-t írnak → a + 0. Ha különösen a \u003d 0, akkor a 0 + 0 szimbólum helyett írj +0-at. Hasonlóképpen, ha x →a és ráadásul x a-0. számok és ennek megfelelően hívják megfelelő határ és bal határ funkció f (x) azon a ponton és... Ahhoz, hogy az f (x) függvény legyen korlátozva, mint x →a szükséges és elegendő ahhoz, hogy ... Az f (x) függvényt hívjuk folyamatos azon a pontonx 0, ha határérték
. (6.15)
A (6.15.) Feltétel átírható így:
,
vagyis a függvény jele alatt a határig való átlépés lehetséges, ha az adott ponton folyamatos.
Ha az egyenlőséget (6.15.) Megsértik, akkor ezt mondják nál nél x \u003d x o funkció f (x) megvan szünet.Vegye figyelembe az y \u003d 1 / x függvényt. Ennek a funkciónak a tartománya a készlet Raz x \u003d 0 kivételével. Az x \u003d 0 pont a D (f) halmaz határpontja, mivel annak szomszédságában, azaz bármelyik 0 pontot tartalmazó nyitott intervallum tartalmaz D (f) pontokat, de maga nem tartozik ehhez a halmazhoz. Az f (x o) \u003d f (0) érték nincs meghatározva, tehát a függvény folytonossággal rendelkezik az x o \u003d 0 ponton.
Az f (x) függvényt hívjuk folytonos a jobb oldalon a ponton x o, ha a határérték
,
és folyamatosan hagyva a ponton x o, ha a határérték
.
A funkció folytonossága egy ponton x o egyenértékű folytonosságával ezen a ponton a jobb és a bal oldalon.
Ahhoz, hogy a funkció folyamatos legyen a ponton x opéldául a jobb oldalon, először is szükséges, hogy legyen egy véges határ, és másodszor, hogy ez a határ megegyezzen f (x o) -val. Ezért, ha a két feltétel közül legalább egy nem teljesül, akkor a függvénynek hiányos lesz.
1. Ha létezik a határ, és nem egyenlő f (x o) -val, akkor ezt mondják funkció f (x) azon a ponton x o-nak van az első fajta szünet, vagy ugrás.
2. Ha a határérték: + ∞ vagy -∞ vagy nem létezik, akkor ezt mondják be pont x o A funkciónak hiányossága van második fajta.
Például az y \u003d ctg x függvény x esetén→ A +0 határértéke + ∞tehát az x \u003d 0 pontban a második típusú folytonossággal rendelkezik. Funkció y \u003d E (x) (az egész szám része) x) egész számú abszcissussal rendelkező pontokban az első típusú folytonosságok vagy ugrások vannak.
Felhívjuk egy olyan funkciót, amely az intervallum minden pontján folyamatos folyamatos ban ben . A folyamatos függvényt szilárd görbeként mutatjuk be.
Bármely mennyiség folyamatos növekedésével kapcsolatos számos probléma vezet a második figyelemre méltó határértékhez. Ilyen feladatok például a következők: hozzájárulás növekedése az összetett kamatotörvény szerint, az ország lakosságának növekedése, radioaktív anyagok pusztulása, baktériumok szaporodása stb.
Fontolgat perelman Ya. példájaértelmezve a számot e az összetett kamat problémájában. Szám evan egy határ ... A takarékpénztárakban a kamatpénzt évente hozzá kell adni az alaptőkéhez. Ha a kapcsolatot gyakrabban hozzák létre, akkor a tőke gyorsabban növekszik, mivel nagy összeg vesz részt az érdeklődés kialakításában. Vegyünk egy tisztán elméleti, nagyon egyszerűsített példát. Hagyja, hogy a bank 100 den-t tegyen. egységek évi 100% -kal. Ha a kamatpénzt csak egy év elteltével adják hozzá az alaptőkéhez, akkor erre az időpontra 100 den. egységek 200 monetáris egységgé alakul. Most nézzük meg, mi lesz 100 den. egységek, ha kamatpénzt havonta havonta adnak az alaptőkéhez. Fél év után 100 den. egységek 100-ra nőnek× 1,5 \u003d 150, és hat hónappal később - 150× 1,5 \u003d 225 (monetáris egységek). Ha a kapcsolat az év 1/3-án történik, akkor az év után 100 den. egységek 100-ra válnak× (1 +1/3) 3 " 237 (monetáris egységek). Felgyorsítjuk a kamatozó pénzhez való csatlakozás feltételeit 0,1 évre, 0,01 évre, 0,001 évre stb. Aztán 100 den-től. egységek egy év után kiderül:
100 × (1 +1/10) 10 "259 (monetáris egységek),
100 × (1 + 1/100) 100 * 270 (monetáris egységek),
100 × (1 + 1/1000) 1000 * 271 (monetáris egységek).
A kamatkötelezettség korlátlan csökkentésével az elhatárolt tőke nem növekszik végtelenül, hanem megközelíti a megközelítőleg 271-re eső bizonyos korlátot. Az évi 100% -on kiosztott tőke nem haladhatja meg több mint 2,71-szer, még akkor is, ha az elhatárolt kamatot a tőkéhez hozzáadják másodszor, mert a határ
3.1. Példa A számsorozat határának meghatározásával bizonyítsa be, hogy az x n \u003d (n-1) / n sorozatnak 1-es korlátja van.
Döntés.Mindennek be kell bizonyítanunkε Nem vettünk\u003e 0-t, mert van olyan természetes N szám, hogy minden n N esetén az egyenlőtlenség | x n -1 |< ε.
Vegyen bármilyen e\u003e 0. Mivel; x n -1 \u003d (n + 1) / n - 1 \u003d 1 / n, akkor N megtalálásához elegendő az 1 / n egyenlőtlenség megoldása.< e. Ezért n\u003e 1 / e és ezért N lehet az 1 / egész szám egészee, N \u003d E (1 / e ). Így bebizonyítottuk, hogy ez a határ.
3. példa.2 ... Keresse meg a szekvencia közös kifejezés által megadott határát .
Döntés.Az összegösszeg-tételt alkalmazzuk és megtaláljuk az egyes kifejezések határát. Az n→ ∞, az egyes kifejezések számlálója és nevezője végtelenre hajlik, és a hányados határ tételét közvetlenül nem alkalmazhatjuk. Ezért először átalakítjuk x naz első kifejezés számlálójának és nevezőjének elosztásával n 2, és a második be n... Ezután a hányados és az összeghatár tétel alkalmazásával:
.
3.3. Példa. ... Megtalálni .
Döntés. .
Itt a fokos határ tételét használtuk: a fok határ megegyezik az alap korlát fokával.
3. példa.4 ... Megtalálni ( ).
Döntés.A határkülönbség tétel nem alkalmazható, mivel a forma bizonytalansága van ∞-∞ ... Átalakítjuk a közös tag képletét:
.
3. példa.5 ... Az f (x) \u003d 2 1 / x függvényt kapjuk. Bizonyítsuk be, hogy nincs korlátozás.
Döntés.Használjuk a függvény határának 1. meghatározását egy sorozaton keresztül. Vegyünk egy (x n) szekvenciát, amely 0-ig konvergál, azaz Mutassuk meg, hogy az f (x n) \u003d érték eltérően viselkedik a különböző szekvenciák esetén. Legyen x n \u003d 1 / n. Nyilvánvaló, akkor a határ Most úgy döntünk, mint x n egy olyan szekvencia, amelynek közös kifejezése x n \u003d -1 / n, szintén nulla. Ezért nincs korlátozás.
3. példa.6 ... Bizonyítsuk be, hogy nincs korlátozás.
Döntés.Legyen x 1, x 2, ..., x n, ... sorozat, amelyre
... Hogyan viselkedik a szekvencia (f (x n)) \u003d (sin x n) különböző x n → ∞ esetén
Ha x n \u003d p n, akkor sin x n \u003d sin p n \u003d 0 mindenki számára n és a határérték If
x n \u003d 2p n + p / 2, akkor sin x n \u003d sin (2 p n + p / 2) \u003d sin p / 2 \u003d 1 mindenki számára n és ezáltal a határ. Tehát nem létezik.
Widget számíthat korlátokat on-line
A felső ablakban a sin (x) / x helyett írja be azt a funkciót, amelynek határát meg akarja találni. Az alsó ablakban írja be azt a számot, amelyre az x hajlamos, és kattintson a Calcular gombra, hogy elérje a kívánt korlátot. És ha az eredményablakban kattintson a Lépések mutatása elemre a jobb felső sarokban, akkor részletes megoldást kap.
Funkcióbeviteli szabályok: sqrt (x) - négyzetgyök, cbrt (x) - kockagyök, exp (x) - exponens, ln (x) - természetes logaritmus, sin (x) - szinusz, cos (x) - koszinusz, tan (x) - érintő, rácsos (x) - kogengens, arcsin (x) - arcsin, arccos (x) - arccosine, arctan (x) - arctangent. Jelek: * szorzás, / osztás, ^ kibővítés, ahelyett, hogy végtelenség Végtelenség. Példa: a függvény így kerül beírásra sqrt (tan (x / 2)).
A korlátok minden matematikai hallgató számára gondot jelentenek. A határérték megoldásához néha sok trükköt kell használnia, és számos megoldási módszer közül kell választania, pontosan azt, amelyik egy adott példához megfelel.
Ebben a cikkben nem segítünk abban, hogy megértsd a képességeidet, vagy megértsd az ellenőrzés határait, de megpróbáljuk megválaszolni a kérdést: hogyan lehet megérteni a felső korlátokat a felső matematikában? A megértés a tapasztalatokkal jár, így ugyanakkor néhány részletes példát adunk a korlátok megoldására magyarázattal.
Limit koncepció a matematikában
Az első kérdés: mi ez a határ és mi a határ? Beszélhetünk a numerikus sorozatok és függvények korlátjáról. Érdekeljük a funkciókorlát fogalmát, mivel velük a leginkább a diákok találkoznak. De először a határ általános meghatározása:
Tegyük fel, hogy van néhány változó. Ha ez az érték a változás során korlátlanul megközelíti egy bizonyos számot egy azután egy Ennek az értéknek a határa?
Egy bizonyos időközönként meghatározott funkcióhoz f (x) \u003d y a határ egy ilyen szám A , amelyre a függvény hajlamos x egy bizonyos pontra hajlamos és ... Pont és az a intervallum, amelyen a függvény definiálva van.
Nehézkesnek hangzik, de nagyon egyszerű írni:
Lim - angolról határ a határ.
Van egy geometriai magyarázat is a határ meghatározására, de itt nem megyünk az elméletbe, mivel a kérdés inkább a gyakorlati, mint az elméleti oldal érdekli. Amikor ezt mondjuk x valamilyen értékre hajlamos, ez azt jelenti, hogy a változó nem veszi a szám értékét, hanem végtelenül közel van hozzá.
Adjunk egy konkrét példát. A kihívás az, hogy megtalálja a határt.
A példa megoldásához cserélje ki az értéket x \u003d 3 egy funkcióba. Kapunk:
Egyébként, ha érdekli, olvassa el egy külön cikket a témáról.
Példák x bármilyen értékre törekedhet. Bármely szám lehet vagy végtelen. Itt van egy példa mikor x végtelenre hajlik:
Intuitív módon egyértelmű, hogy minél nagyobb a szám a nevezőben, annál alacsonyabb az érték, amelyet a funkció vesz igénybe. Tehát, korlátlan növekedéssel x érték 1 / x csökken és megközelíti a nullát.
Mint láthatja, a határérték megoldásához egyszerűen ki kell cserélnie azt az értéket, amellyel a funkcióba törekszik x ... Ez azonban a legegyszerűbb eset. A határ megállapítása gyakran nem olyan nyilvánvaló. Olyan bizonytalanságok, mint a 0/0 vagy végtelenség / végtelenség ... Mi a teendő ilyen esetekben? Használjon trükköket!
A bizonytalanság
A végtelenség / végtelenség alakjának bizonytalansága
Legyen egy határ:
Ha megpróbáljuk a végtelenséget helyettesíteni a függvénnyel, akkor a végtelenséget mind a számlálóban, mind a nevezőben kapjuk. Általánosságban el kell mondani, hogy van egy bizonyos művészeti elem az ilyen bizonytalanságok megoldásában: meg kell jegyezni, hogyan lehet egy funkciót úgy átalakítani, hogy a bizonytalanság eltűnjön. Esetünkben a számlálót és a nevezőt osztjuk el x felső fokozatban. Mi történik?
A fentebb már megtekintett példából tudjuk, hogy az a nevezőben x-t tartalmazó kifejezések nullára válnak. Akkor a megoldás a határértékre:
A bizonytalanságok nyilvánosságra hozatala, mint végtelenség / végtelenség ossza meg a számlálót és a nevezőt: x a legmagasabb fokon.
Mellesleg! Olvasóink számára most 10% kedvezmény a
Egy másik típusú bizonytalanság: 0/0
Mint mindig, az értékfüggvény helyettesítése x \u003d -1 ad 0 a számlálóban és a nevezőben. Nézzen egy kicsit közelebbről, és észreveszi, hogy a számlálóban másodlagos egyenlet van. Keresse meg a gyökereket és írja be:
Rövidítsük le és kapjuk meg:
Tehát, ha olyan bizonytalansággal kell szembenéznie, mint például 0/0 - vegye ki a számlálót és a nevezőt.
A példák megoldásának megkönnyítése érdekében táblázatot adunk néhány funkció korlátozásával:
L'Hôpital szabálya belül
Egy másik hatékony módszer mindkét típusú bizonytalanság kiküszöbölésére. Mi a módszer lényege?
Ha bizonytalan a határ, akkor a számláló és a nevező deriváltját vesszük, amíg a bizonytalanság el nem tűnik.
Lopital szabálya így néz ki:
Fontos pont : annak a határnak kell lennie, amelyben a számláló és az nevező helyett a számláló és a nevező származékai vannak.
És most egy valódi példára:
Tipikus bizonytalanság 0/0 ... Vegyük a számláló és a nevező származékait:
Voila, a kétértelműséget gyorsan és elegánsan oldják meg.
Reméljük, hogy hasznos módon tudja felhasználni ezt az információt a gyakorlatban, és megtalálni a választ arra a kérdésre, hogy „hogyan lehet megoldani a korlátokat a felső matematikában”. Ha egy adott szakaszban ki kell számítania egy sorozat vagy a funkció korlátját, és a “egyáltalán” szóból nincs idő erre a munkára, forduljon egy professzionális hallgató szolgálathoz a gyors és részletes megoldás érdekében.