Kā atrast ierobežotus piemērus. Kā atrisināt manekenu ierobežojumus
Limitu teorija - viena no matemātiskās analīzes sadaļām, kuru var apgūt, citi diez vai aprēķina robežas. Jautājums par robežu atrašanu ir diezgan vispārīgs, jo ir desmitiem paņēmienu risinājumu robežas dažāda veida. Tās pašas robežas var atrast gan saskaņā ar L'Hôpital likumu, gan bez tā. Gadās, ka grafiks bezgalīgi mazu funkciju virknē ļauj ātri iegūt vēlamo rezultātu. Lai atrastu jebkuras sarežģītības funkcijas robežu, ir vairākas metodes un triki. Šajā rakstā mēs centīsimies izprast galvenos ierobežojumu veidus, ar kuriem visbiežāk saskaras praksē. Mēs šeit nedosim robežas teoriju un definīciju, internetā ir daudz resursu, kur tas tiek košļāts. Tāpēc ķeramies pie praktiskiem aprēķiniem, tieši šeit: "Es nezinu! Es nezinu, kā! Mums netika mācīts!"
Limitu aprēķināšana, izmantojot aizstāšanu
1. piemērs. Atrodiet funkcijas robežu
Lim ((x ^ 2-3 * x) / (2 * x + 5), x \u003d 3).
Risinājums: šāda veida piemērus teorētiski aprēķina, izmantojot parasto aizstāšanu
Ierobežojums ir 18/11.
Šādās robežās nav nekas sarežģīts un gudrs - viņi aizstāja aprēķināto vērtību, atbildot pierakstīja robežu. Tomēr, pamatojoties uz šādām robežām, visiem tiek mācīts, ka vispirms ir jānomaina vērtība funkcijā. Turklāt robežas ir sarežģītas, tiek ieviests bezgalības, nenoteiktības un tamlīdzīgu jēdziens.
Daliet robežu ar nenoteiktību kā bezgalību ar bezgalību. Nenoteiktības atklāšanas paņēmieni
2. piemērs. Atrodiet funkcijas robežu
Lim ((x ^ 2 + 2x) / (4x ^ 2 + 3x-4), x \u003d bezgalība).
Risinājums: tiek noteikts formas polinoma ierobežojums, kas dalīts ar polinomu, un mainīgais mēdz būt bezgalīgs
Vienkārša vērtības aizstāšana, kurai jāatrod mainīgais, lai atrastu robežas, nepalīdzēs, mēs iegūstam nenoteiktību par formu bezgalība dalīta ar bezgalību.
Sviedru limita teorija Limita aprēķināšanas algoritms ir atrast skaitītājā vai saucējā lielāko grādu "x". Turklāt tas vienkāršo skaitītāju un saucēju, un tiek atrasta funkcijas robeža
Tā kā vērtība mēdz būt nulle ar mainīgo līdz bezgalībai, tā tiek atstāta novārtā vai ierakstīta galīgajā izteiksmē nulles formā
Tūlīt no prakses jūs varat iegūt divus secinājumus, kas ir mājiens aprēķinos. Ja mainīgais mēdz būt bezgalīgs un skaitītāja pakāpe ir lielāka par saucēja pakāpi, tad robeža ir vienāda ar bezgalību. Pretējā gadījumā, ja saucēja polinoma vērtība ir augstāka nekā skaitītājā, robeža ir nulle.
Limitu var uzrakstīt ar formulām šādi
Ja mums ir parastā žurnāla formas funkcija bez frakcijām, tad tā robeža ir vienāda ar bezgalību
Nākamais ierobežojuma veids attiecas uz funkciju uzvedību tuvu nullei.
3. piemērs. Atrodiet funkcijas robežu
Lim ((x ^ 2 + 3x-5) / (x ^ 2 + x + 2), x \u003d 0).
Risinājums: Šeit nav nepieciešams izņemt polinoma augstāko koeficientu. Tieši pretēji, jums jāatrod mazākā skaitītāja un saucēja pakāpe un jāaprēķina robeža
X vērtība ^ 2; x mēdz būt nulle, kad mainīgais mēdz būt nulle. Tāpēc tie tiek atstāti novārtā, tādējādi mēs iegūstam
ka robeža ir 2,5.
Tagad Tu zini kā atrast funkcijas robežu formas polinoma dalīts ar polinomu, ja mainīgais mēdz būt bezgalīgs vai 0. Bet šī ir tikai neliela un vienkārša piemēru daļa. No šī materiāla jūs uzzināsiet kā atklāt funkcijas robežu nenoteiktību.
Ierobežot ar 0/0 tipa nenoteiktību un tā aprēķināšanas metodēm
Visi uzreiz atceras likumu, saskaņā ar kuru jūs nevarat dalīt ar nulli. Tomēr robežu teorija šajā kontekstā nozīmē bezgalīgi mazas funkcijas.
Apskatīsim dažus piemērus skaidrības labad.
4. piemērs. Atrodiet funkcijas robežu
Lim ((3x ^ 2 + 10x + 7) / (x + 1), x \u003d -1).
Risinājums: aizstājot mainīgā x \u003d -1 vērtību saucējā, mēs iegūstam nulli, to pašu, ko mēs iegūstam skaitītājā. Tātad mums ir formas 0/0 nenoteiktība.
Šādas nenoteiktības novēršana ir vienkārša: jums jāfaktorizē polinoms, pareizāk sakot, jāizvēlas faktors, kas funkciju pagriež uz nulli.
Pēc sadalīšanās funkcijas robežu var uzrakstīt kā
Tas ir viss funkcijas robežas aprēķināšanas paņēmiens. Mēs darām to pašu, ja ir polinoma formas robeža, kas dalīta ar polinomu.
5. piemērs. Atrodiet funkcijas robežu
Lim ((2x ^ 2-7x + 6) / (3x ^ 2-x-10), x \u003d 2).
Risinājums: Uz priekšu aizvietošana parāda
2*4-7*2+6=0;
3*4-2-10=0
kas mums ir nenoteiktības tips 0/0.
Sadaliet polinomus ar koeficientu, kas ievada singularitāti
Ir skolotāji, kuri māca, ka 2. kārtas polinomi, tas ir, formas "kvadrātvienādojumi", jāatrisina, izmantojot diskriminantu. Bet reālā prakse rāda, ka tā ir garāka un mulsinošāka, tāpēc atbrīvojieties no norādītā algoritma īpašībām. Tādējādi mēs uzrakstām funkciju galveno faktoru formā un uzskaitām ierobežojumā
Kā redzat, aprēķināt šādas robežas nav nekas grūts. Robežu izpētes laikā jūs zināt, kā sadalīt polinomus, vismaz saskaņā ar programmu, kuru jums jau vajadzēja nokārtot.
Starp uzdevumiem nenoteiktības tips 0/0ir tādi, kuros jāpielieto saīsinātās reizināšanas formulas. Bet, ja jūs tos nezināt, tad, dalot polinomu ar monomālu, jūs varat iegūt nepieciešamo formulu.
6. piemērs. Atrodiet funkcijas robežu
Lim ((x ^ 2-9) / (x-3), x \u003d 3).
Risinājums: mums ir 0/0 tipa nenoteiktība. Skaitītājā mēs izmantojam samazinātas reizināšanas formulu
un aprēķiniet nepieciešamo robežu
Nenoteiktības atklāšanas metode, reizinot ar konjugātu
Metodi piemēro robežām, kurās nenoteiktības rada neracionālas funkcijas. Skaitītājs vai saucējs aprēķina brīdī kļūst nulle, un nav zināms, kā atrast robežu.
7. piemērs. Atrodiet funkcijas robežu
Lim ((sqrt (x + 2) -sqrt (7x-10)) / (3x-6), x \u003d 2).
Lēmums:Mēs attēlojam mainīgo robežas formulā
Aizstāšana dod 0/0 tipa nenoteiktību.
Saskaņā ar robežu teoriju šīs pazīmes apiešanas shēma ir iracionālās izteiksmes reizināšana ar konjugātu. Lai izteiksme nemainītos, saucējs ir jāsadala ar to pašu vērtību
Ar kvadrātu starpības likumu mēs vienkāršojam skaitītāju un aprēķinām funkcijas robežu
Mēs vienkāršojam terminus, kas ierobežojumā rada vienskaitli, un veicam aizstāšanu
8. piemērs. Atrodiet funkcijas robežu
Lim ((sqrt (x-2) -sqrt (2x-5)) / (3-x), x \u003d 3).
Risinājums: Aizstāšana ar priekšu parāda, ka ierobežojumam ir formas 0/0 iezīme.
Lai paplašinātu, mēs reizinām un dalām ar konjugātu ar skaitītāju
Rakstot kvadrātu starpību
Mēs vienkāršojam terminus, kas ievieš singularitāti, un atrodam funkcijas robežu
9. piemērs. Atrodiet funkcijas robežu
Lim ((x ^ 2 + x-6) / (sqrt (3x-2) -2), x \u003d 2).
Risinājums: Formulā aizstājiet 2
Mēs iegūstam nenoteiktība 0/0.
Saucējs jāreizina ar konjugāta izteiksmi, un skaitītājā jāatrisina kvadrātvienādojums vai jāfaktorizē tas faktoros, ņemot vērā vienreizīgumu. Tā kā ir zināms, ka 2 ir sakne, otro sakni atrodam pēc Vietas teorēmas
Tādējādi mēs rakstām skaitītāju formā
un aizstāt limitu
Samazinot kvadrātu starpību, mēs atbrīvojamies no skaitītāja un saucēja vienskaitļiem
Tādā veidā daudzos piemēros varat atbrīvoties no īpatnības, un pielietojums jāatzīmē visur, kur dotā saknes starpība pēc aizstāšanas pārvēršas par nulli. Citi ierobežojumu veidi attiecas uz eksponenciālām funkcijām, bezgalīgi mazām funkcijām, logaritmiem, īpašiem ierobežojumiem un citām metodēm. Bet par to jūs varat lasīt tālāk uzskaitītajos rakstos par ierobežojumiem.
Mēs turpinām analizēt gatavas atbildes par robežu teoriju un šodien pievērsīsimies tikai gadījumam, kad mainīgais funkcijā vai skaitlis secībā tiecas līdz bezgalībai. Norādījums robežas aprēķināšanai ar mainīgo, kas tiecas uz bezgalību, tika dots iepriekš, šeit mēs pakavēsimies tikai pie atsevišķiem gadījumiem, kas nav visiem acīmredzami un vienkārši.
35. piemērs. Mums ir secība daļas veidā, kur skaitītājs un saucējs ir saknes funkcijas.
Ir jāatrod robeža, kad skaitlis tiecas līdz bezgalībai.
Šeit skaitītājā nav nepieciešams atklāt iracionalitāti, bet tikai rūpīgi analizēt saknes un atrast, kur atrodas skaitļa augstākā pakāpe.
Pirmajā skaitītāja saknēm ir koeficients n ^ 4, tas ir, no iekavām var izņemt n ^ 2.
Darīsim to pašu ar saucēju.
Tālāk mēs novērtējam radikālo izteicienu vērtību pārejā uz robežu.
Dabūja dalījumu ar nulli, kas ir nepareizi skolas kurss, bet tas ir pieļaujams, pārejot uz robežu.
Tikai ar grozījumu "lai novērtētu, kur funkcija ir vērsta".
Tāpēc ne visi skolotāji var interpretēt norādīto ierakstu kā pareizu, lai gan viņi saprot, ka iegūtais ieraksts no tā nemainīsies.
Apskatīsim atbildi, kas apkopota atbilstoši skolotāju prasībām pēc teorijas.
Vienkāršības labad mēs novērtēsim tikai galvenos dodankas zem saknes
Turklāt skaitītājā grāds ir 2, saucējā 2/3, tāpēc skaitītājs aug ātrāk, kas nozīmē, ka robeža mēdz būt bezgalīga.
Tās zīme ir atkarīga no n ^ 2, n ^ (2/3) faktoriem, tāpēc tā ir pozitīva.
36. piemērs. Apsveriet eksponenciālu funkciju dalīšanas ierobežojuma piemēru. Tiek apsvērti daži šādi praktiski piemēri, tāpēc ne visi studenti var viegli saprast, kā atklāt neskaidrības, kas rodas.
Maksimālais skaitītāja un saucēja koeficients ir 8 ^ n, un mēs to vienkāršojam
Tālāk mēs novērtējam katra termina ieguldījumu
Termini 3/8 mēdz būt nulle, mainīgajam nonākot līdz bezgalībai, jo 3/8<1
(свойство степенно-показательной функции).
37. piemērs. Secības ar faktoriāliem ierobežojums tiek paplašināts, piešķirot faktoriālu skaitītājam un saucējam lielākajam kopējam faktoram.
Tad mēs to samazinām un novērtējam robežu pēc skaitļa un saucēja skaitļa rādītāju vērtības.
Mūsu piemērā saucējs aug ātrāk, tāpēc robeža ir nulle.
Šeit tiek izmantots šāds
faktoriālais īpašums.
38. piemērs. Nepiemērojot L'Hôpital likumus, mēs salīdzinām mainīgā lieluma rādītājus frakcijas skaitītājā un saucējā.
Tā kā saucējā ir mainīgā lieluma 4\u003e 2 augstākais rādītājs, tas aug ātrāk.
Tādējādi mēs secinām, ka funkcijas robeža mēdz būt nulle.
39. piemērs. Mēs atklājam formas bezgalības, kas dalīta ar bezgalību, singularitāti, izmantojot metodi x ^ 4 pārnešanai no frakcijas skaitītāja un saucēja.
Ejot uz robežu, mēs iegūstam bezgalību.
40. piemērs. Mums ir polinomu dalījums, ir jānosaka robeža, jo mainīgais mēdz būt bezgalīgs.
Lielākā mainīgā jauda skaitītājā un saucējā ir 3, kas nozīmē, ka robeža pastāv un ir vienāda ar tēraudu.
Izņemiet x ^ 3 un veiciet pāreju līdz robežai
41. piemērs. Mums ir viena veida vienskaitlis līdz bezgalības pakāpei.
Tas nozīmē, ka izteiksme iekavās un pats rādītājs jāsamazina zem otrās svarīgās robežas.
Pierakstīsim skaitītāju, lai izvēlētos izteicienu, kas ir identisks tajā esošajam saucējam.
Tālāk mēs pievērsīsimies izteiksmei, kas satur vienu plus vārdu.
Pakāpe jānošķir ar koeficientu 1 / (termins).
Tādējādi mēs iegūstam eksponentu frakcionētās funkcijas robežas jaudā.
Funkciju atvēršanai tika izmantots otrais ierobežojums:
42. piemērs. Mums ir viena veida vienskaitlis līdz bezgalības pakāpei.
Lai to atklātu, funkcija jāsamazina līdz otrajam ievērojamajam līmenim.
Kā to izdarīt, detalizēti parādīts zemāk esošajā formulā.
Jūs varat atrast daudz līdzīgu uzdevumu. To būtība ir iegūt vēlamo grādu eksponentā, un tas ir vienāds ar termina abpusējo iekavās vienotībā.
Izmantojot šo metodi, mēs iegūstam eksponentu. Turpmākais aprēķins tiek samazināts līdz eksponenta pakāpes robežas aprēķināšanai.
Šeit eksponenciālā funkcija mēdz būt bezgalīga, jo vērtība ir lielāka par vienu e \u003d 2,72\u003e 1.
43. piemērs Frakcijas saucējā mums ir nenoteiktība tipa bezgalība mīnus bezgalība, faktiski vienāds dalījums līdz nullei.
Lai atbrīvotos no saknes, mēs reizinām ar konjugāta izteiksmi un pēc tam pārrakstām saucēju, izmantojot kvadrātu starpības formulu.
Mēs iegūstam nenoteiktības bezgalību, kas dalīta ar bezgalību, tāpēc mēs vislielākajā mērā izņemam mainīgo un ar to samazinām.
Tālāk mēs novērtējam katra termina ieguldījumu un atrodam funkcijas robežu bezgalībā
Pastāvīgais skaitlis un sauca ierobežot secības(x n) ja ir kāds patvaļīgi mazs pozitīvs skaitlisε > 0 ir skaitlis N, kas ir visas vērtības x n , kuriem n\u003e N, apmierina nevienādību
| x n - a |< ε. (6.1)
Viņi to raksta šādi: vai x n → a.
Nevienlīdzība (6.1.) Ir līdzvērtīga divkāršai nevienādībai
a- ε< x n < a + ε, (6.2)
kas nozīmē, ka punkti x n, sākot ar skaitli n\u003e N, atrodas intervālā (a-ε, a + ε ), t.i. iekrist jebkuros mazosε - punkta apkārtne un.
Tiek saukta secība, kurai ir ierobežojums saplūst, citādi - atšķirīgi.
Funkcijas robežas jēdziens ir sekvences limita jēdziena vispārinājums, jo sekvences robežu var uzskatīt par veselu argumentu funkcijas x n \u003d f (n) robežu. n.
Ļaujiet dot funkcijai f (x) un ļaut a - robežpunkts šīs funkcijas domēns D (f), t.i. punkts, kura jebkura apkaime satur kopas D (f) punktus, kas atšķiras no a... Punkts a var vai nevar piederēt pie kopas D (f).
1. definīcija Tiek izsaukts pastāvīgais skaitlis A ierobežot funkcija f (x) plkstx →a ja jebkurai argumentu vērtību sekvencei (x n) ir tendence uz un, atbilstošajām sekvencēm (f (x n)) ir tāda pati A robeža.
Šī definīcija tiek saukta funkcijas Heine robežas noteikšanu, vai " secības valodā”.
2. definīcija... Tiek izsaukts pastāvīgais skaitlis A ierobežot funkcija f (x) plkst x →a ja, nosakot patvaļīgu patvaļīgi mazu pozitīvs skaitlis ε
, var atrast šādu δ \u003e 0 (atkarībā no), kas visiem xguļ iekšāSkaitļa ε apkārtne un, t.i. priekš xnevienlīdzības apmierināšana
0 <
x-a< ε
, funkcijas f (x) vērtības atradīsiescipara ε apkārtne, t.i.| f (x) -A |<
ε.
Šī definīcija tiek saukta funkcijas Cauchy robežas definīciju,vai “Valodā ε - δ “.
1. un 2. definīcija ir līdzvērtīgas. Ja funkcija f (x) kā x → a ir ierobežotvienāds ar A, tas tiek rakstīts kā
. (6.3)
Ja secība (f (x n)) palielinās (vai samazinās) uz nenoteiktu laiku jebkurai tuvināšanas metodei x līdz jūsu robežai un, tad mēs sakām, ka funkcijai f (x) ir bezgalīgs ierobežojums, un pierakstiet to kā:
Tiek saukts mainīgais (t.i., secība vai funkcija), kura robeža ir nulle bezgala maza vērtība.
Tiek saukts mainīgais, kura robeža ir vienāda ar bezgalību bezgala liels.
Lai praksē atrastu robežu, izmantojiet šādas teorēmas.
1. teorēma ... Ja ir visas robežas
(6.4)
(6.5)
(6.6)
Komentārs... Izteicieni, piemēram, 0/0, ∞/∞, ∞-∞ , 0*∞ , - ir nenoteikti, piemēram, divu bezgalīgi mazu vai bezgalīgi lielu daudzumu attiecība, un šāda veida robežas atrašanu sauc par “nenoteiktību atklāšanu”.
2. teorēma. (6.7)
tiem. jo īpaši ar pastāvīgu eksponentu, jūs varat nokļūt līdz robežai pakāpes pamatnē, ;
(6.8)
(6.9)
3. teorēma.
(6.10)
(6.11)
kur e » 2.7 ir dabiskā logaritma bāze. Formulas (6.10.) Un (6.11.) Sauc par pirmajām brīnišķīga robežaun otrā ievērojamā robeža.
Praksē tiek izmantotas arī formulas (6.11) sekas:
(6.12)
(6.13)
(6.14)
it īpaši robeža
Ja x → a un vienlaikus x\u003e a, tad viņi raksta x → a + 0. Ja it īpaši a \u003d 0, tad simbola 0 + 0 vietā rakstiet +0. Līdzīgi, ja x →a un, turklāt, x a-0. Cipari un tiek attiecīgi saukti pareizā robeža un kreisā robeža funkcija f (x) punktā un... Lai funkcijai f (x) būtu robeža kā x →a ir nepieciešams un pietiekams, lai ... Tiek izsaukta funkcija f (x) nepārtraukts punktāx 0, ja robeža
. (6.15)
Nosacījumu (6.15.) Var pārrakstīt šādi:
,
tas ir, pāreja uz robežu zem funkcijas zīmes ir iespējama, ja tā noteiktā punktā ir nepārtraukta.
Ja tiek pārkāpta vienlīdzība (6.15.), Tad to saka plkst x \u003d x o funkcija f (x) tam ir pārtraukums.Apsveriet funkciju y \u003d 1 / x. Šīs funkcijas domēns ir noteikts Rpunkts, izņemot x \u003d 0. Punkts x \u003d 0 ir kopas D (f) robežpunkts, jo jebkurā no tā apkaimēm, tas ir, jebkurš atvērts intervāls ar punktu 0 satur punktus no D (f), bet pats par sevi nepieder pie šīs kopas. Vērtība f (x o) \u003d f (0) nav definēta, tāpēc punktā x o \u003d 0 funkcijai ir pārtraukums.
Tiek izsaukta funkcija f (x) nepārtraukts labajā pusē punktā x o, ja robeža
,
un atstāts nepārtraukts punktā x o, ja robeža
.
Funkcijas nepārtrauktība punktā x o ir līdzvērtīgs tā nepārtrauktībai šajā brīdī gan labajā, gan kreisajā pusē.
Lai funkcija būtu nepārtraukta punktā x o, piemēram, labajā pusē, pirmkārt, ir nepieciešams ierobežots ierobežojums, un, otrkārt, lai šī robeža būtu vienāda ar f (x o). Tāpēc, ja vismaz viens no šiem diviem nosacījumiem nav izpildīts, funkcijai būs nepilnības.
1. Ja robeža pastāv un nav vienāda ar f (x o), tad viņi to saka funkcija f (x) punktā x o ir pirmā veida pārtraukums, vai lēciens.
2. Ja robeža ir + ∞ vai -∞ vai neeksistē, tad viņi to saka punkts x o funkcijai ir plaisa otrais veids.
Piemēram, funkcija y \u003d ctg x x→ +0 ir robeža, kas vienāda ar + ∞, tātad, punktā x \u003d 0 tam ir otrā veida pārtraukums. Funkcija y \u003d E (x) (skaitļa vesela daļa) x) punktos ar skaitli abscissas ir pirmā veida pārtraukumi vai lec.
Tiek izsaukta funkcija, kas ir nepārtraukta katrā intervāla punktā nepārtraukts iekšā Nepārtraukta funkcija tiek parādīta kā cieta līkne.
Daudzas problēmas, kas saistītas ar nepārtrauktu jebkura daudzuma pieaugumu, noved pie otrās ievērojamās robežas. Šādi uzdevumi, piemēram, ietver: iemaksas pieaugumu saskaņā ar kombinēto procentu likumiem, valsts iedzīvotāju skaita pieaugumu, radioaktīvo vielu samazinājumu, baktēriju pavairošanu utt.
Apsveriet ya.I. Perelman piemērssniedzot numura interpretāciju e salikto procentu problēmā. Skaits eir robeža ... Krājbankās procentu nauda ik gadu tiek pievienota pamatkapitālam. Ja savienojums tiek izveidots biežāk, tad kapitāls aug ātrāk, jo interešu veidošanā tiek iesaistīts liels daudzums. Ņemsim tīri teorētisku, ļoti vienkāršotu piemēru. Ļaujiet bankai ievietot 100 den. vienības ar likmi 100% gadā. Ja procentu nauda pamatkapitālam tiks pievienota tikai pēc gada, tad līdz šim datumam 100 den. vienības pārvērtīsies par 200 naudas vienībām. Tagad redzēsim, kas pārvērtīsies par 100 den. vienības, ja pamatkapitālam ik pēc sešiem mēnešiem tiek pievienota procentu nauda. Pēc pusgada 100 den. vienības pieaugs līdz 100× 1,5 \u003d 150, bet sešus mēnešus vēlāk - 150× 1,5 \u003d 225 (naudas vienības). Ja savienojums tiek veikts reizi 1/3 gadā, tad pēc gada - 100 den. vienības pārvērsties 100× (1 +1/3) 3 " 237 (naudas vienības). Mēs paātrināsim procentus nesošās naudas pievienošanās nosacījumus līdz 0,1 gadam, līdz 0,01 gadam, līdz 0,001 gadam utt. Tad no 100 den. vienības pēc gada izrādīsies:
100 × (1 +1/10) 10 "259 (naudas vienības),
100 × (1 + 1/100) 100 * 270 (naudas vienības),
100 × (1 + 1/1000) 1000 * 271 (naudas vienības).
Ar neierobežotu procentu piesaistīšanas nosacījumu samazināšanu uzkrātais kapitāls nepieaug bezgalīgi, bet tuvojas noteiktai robežai, kas vienāda ar aptuveni 271. Kapitāls, ko piešķir 100% gadā, nevar palielināties vairāk kā 2,71 reizes, pat ja uzkrātie procenti katram kapitālam tika pievienoti otrais tāpēc, ka robeža
3.1. Piemērs. Izmantojot ciparu secības ierobežojuma definīciju, pierādiet, ka sekvencei x n \u003d (n-1) / n ir robeža, kas vienāda ar 1.
Lēmums.Mums tas jāpierāda neatkarīgi no tāε Mēs neņēmām\u003e 0, jo tam ir naturālais skaitlis N tāds, ka visiem n N ir nevienādība | x n -1 |< ε.
Veikt jebkuru e\u003e 0. Kopš; x n -1 \u003d (n + 1) / n - 1 \u003d 1 / n, tad, lai atrastu N, ir pietiekami, lai atrisinātu nevienādību 1 / n< e. Tādējādi n\u003e 1 / e un tāpēc N var uzskatīt par skaitļa 1 / veselu daļue, N \u003d E (1 / e ). Tādējādi mēs esam pierādījuši, ka robeža.
3. piemērs.2 ... Atrodiet virknes robežu, ko piešķir kopīgs termins .
Lēmums.Mēs izmantojam summas limita teorēmu un atrodam katra termina robežu. Par n→ ∞ katra termina skaitītājam un saucējam ir tendence uz bezgalību, un mēs nevaram tieši piemērot koeficienta robežas teorēmu. Tāpēc vispirms mēs pārveidojam x ndalot pirmā termina skaitītāju un saucēju ar n 2, un otrais ieslēgts n... Tad, piemērojot koeficienta limitu un summas limita teorēmu, mēs atrodam:
.
3.3. Piemērs. ... Atrast .
Lēmums. .
Šeit mēs izmantojām grādu robežas teorēmu: grādu robeža ir vienāda ar pamatnes robežas pakāpi.
3. piemērs.4 ... Atrast ( ).
Lēmums.Robežu starpības teorēmu nevar piemērot, jo mums ir formas nenoteiktība ∞-∞ ... Mēs pārveidojam parastā locekļa formulu:
.
3. piemērs.5 ... Dota funkcija f (x) \u003d 2 1 / x. Pierādiet, ka nav nekādu ierobežojumu.
Lēmums.Izmantosim funkcijas 1. robežas definīciju secībā. Veiciet secību (x n), kas saplūst ar 0, t.i. Parādīsim, ka f (x n) \u003d vērtība dažādām sekvencēm uzvedas atšķirīgi. Ļaujiet x n \u003d 1 / n. Acīmredzot, tad robeža Mēs tagad izvēlamies kā x n secība ar kopēju apzīmējumu x n \u003d -1 / n, arī tiecoties uz nulli. Tāpēc nav ierobežojumu.
3. piemērs.6 ... Pierādiet, ka nav nekādu ierobežojumu.
Lēmums.Ļaujiet x 1, x 2, ..., x n, ... būt kādai secībai
... Kā secība (f (x n)) \u003d (sin x n) uzvedas dažādiem x n → ∞
Ja x n \u003d p n, tad grēks x n \u003d sin p n \u003d 0 visiem n un ierobežojumu If
x n \u003d 2p n + p / 2, tad sin x n \u003d sin (2 p n + p / 2) \u003d sin p / 2 \u003d 1 visiem n un līdz ar to arī robeža. Tātad tas neeksistē.
Logrīks tiešsaistes limitu aprēķināšanai
Augšējā logā sin (x) / x vietā ievadiet funkciju, kuras robežu vēlaties atrast. Apakšējā logā ievadiet numuru, uz kuru tiek mēģināts x, un noklikšķiniet uz pogas Kalkulārs, iegūstiet vēlamo limitu. Un, ja rezultātu logā augšējā labajā stūrī noklikšķināsit uz Rādīt darbības, iegūsit detalizētu risinājumu.
Funkcijas ievadīšanas noteikumi: sqrt (x) - kvadrātsakne, cbrt (x) - kuba sakne, exp (x) - eksponents, ln (x) - dabiskais logaritms, sin (x) - sinuss, cos (x) - kosinuss, tan (x) - pieskare, gultiņa (x) - koaģents, arcsin (x) - arcsine, arccos (x) - arccosine, arctan (x) - arctangent. Pazīmes: * reizināšanas, dalīšanas, ^ eksponēšanas vietā bezgalība Bezgalība. Piemērs: funkcija tiek ievadīta šādi: (sqrt (tan (x / 2)).
Robežas ir apgrūtinājums visiem matemātikas studentiem. Lai atrisinātu ierobežojumu, dažreiz ir jāizmanto daudz triku un no dažādām risinājumu metodēm jāizvēlas tieši tā, kas piemērota konkrētam piemēram.
Šajā rakstā mēs nepalīdzēsim jums izprast jūsu spēju robežas vai izprast kontroles robežas, bet mēs centīsimies atbildēt uz jautājumu: kā saprast robežas augstākajā matemātikā? Saprašana nāk ar pieredzi, tāpēc tajā pašā laikā mēs sniegsim vairākus detalizētus ierobežojumu risināšanas piemērus ar paskaidrojumiem.
Robežkoncepcija matemātikā
Pirmais jautājums: kāda ir šī robeža un kāda ir šī robeža? Mēs varam runāt par skaitlisko secību un funkciju robežām. Mūs interesē funkcijas robežas jēdziens, jo studenti visbiežāk sastopas ar viņiem. Bet, pirmkārt, vispārīgākā robežas definīcija:
Teiksim, ka ir kāds mainīgais. Ja šī vērtība pārmaiņu procesā neierobežoti tuvojas noteiktam skaitlim a tad a Vai šīs vērtības robeža ir
Funkcijai, kas noteikta noteiktā intervālā f (x) \u003d y ierobežojums ir tāds skaitlis A , uz kuru funkcija tiecas x tieksme uz noteiktu punktu un ... Punkts un pieder intervālam, kurā funkcija tiek definēta.
Tas izklausās apgrūtinoši, taču to rakstīt ir ļoti vienkārši:
Lim - no angļu valodas ierobežot ir robeža.
Robežas definīcijai ir arī ģeometrisks skaidrojums, taču šeit neiedziļināsimies teorijā, jo mūs vairāk interesē praktiskā, nevis teorētiskā jautājuma puse. Kad mēs to sakām x ir tendence uz kādu vērtību, tas nozīmē, ka mainīgais neuztver skaitļa vērtību, bet ir bezgalīgi tuvu tam.
Sniegsim konkrētu piemēru. Izaicinājums ir atrast robežu.
Lai atrisinātu šo piemēru, aizstājiet vērtību x \u003d 3 funkcijā. Mēs iegūstam:
Starp citu, ja jūs interesē, izlasiet atsevišķu rakstu par šo tēmu.
Piemēros x var tiekties pēc jebkuras vērtības. Tas var būt jebkurš skaitlis vai bezgalība. Šeit ir piemērs, kad x tiecas uz bezgalību:
Intuitīvi ir skaidrs, ka, jo lielāks skaitlis saucējā, jo zemāku vērtību šī funkcija uzņems. Tātad, ar neierobežotu izaugsmi x vērtību 1 / x samazināsies un tuvosies nullei.
Kā redzat, lai atrisinātu robežu, jums vienkārši jāaizstāj vērtība, uz kuru tiekties, lai sasniegtu funkciju x ... Tomēr šis ir vienkāršākais gadījums. Robežas atrašana bieži nav tik acīmredzama. Tādas neskaidrības kā 0/0 vai bezgalība / bezgalība ... Ko darīt šādos gadījumos? Lai ķertos pie trikiem!
Neskaidrības iekšienē
Formas bezgalības / bezgalības nenoteiktība
Jābūt ierobežojumam:
Ja mēģinām funkcijā aizstāt bezgalību, mēs iegūstam bezgalību gan skaitītājā, gan saucējā. Kopumā jāsaka, ka šādu nenoteiktību risināšanā ir noteikts mākslas elements: ir jāņem vērā, kā jūs varat pārveidot funkciju tā, lai nenoteiktība pazustu. Mūsu gadījumā dalītāju un dalītāju dalām ar x vecākajā pakāpē. Kas notiek?
No iepriekš apskatītā piemēra mēs zinām, ka terminiem, kuru saucējā ir x, būs tendence uz nulli. Tad risinājums robežai ir:
Atklāt tādas neskaidrības kā bezgalība / bezgalība dala skaitītāju un saucēju ar x visaugstākajā pakāpē.
Starp citu! Mūsu lasītājiem tagad ir 10% atlaide
Cita veida nenoteiktība: 0/0
Kā vienmēr, vērtības funkcijas aizstāšana x \u003d -1 dod 0 skaitītājā un saucējā. Paskatieties nedaudz rūpīgāk, un jūs pamanīsit, ka skaitītājā ir kvadrātvienādojums. Atrodiet saknes un rakstiet:
Saīsināsim un iegūsim:
Tātad, ja jūs saskaras ar tādu nenoteiktību kā 0/0 - izslēdz skaitītāju un saucēju.
Lai jums būtu vieglāk atrisināt piemērus, mēs piedāvājam tabulu ar dažu funkciju ierobežojumiem:
L'Hôpital noteikums iekšienē
Vēl viens spēcīgs paņēmiens abu veidu nenoteiktības novēršanai. Kāda ir metodes būtība?
Ja robežvērtībā ir nenoteiktība, mēs ņemam no skaitītāja un saucēja atvasinājumu, līdz nenoteiktība pazūd.
Lopital likums izskatās šādi:
Svarīgs punkts : ir jābūt robežai, kurā skaitītāja un saucēja vietā ir skaitītāja un saucēja atvasinājumi.
Un tagad par īstu piemēru:
Tipiska nenoteiktība 0/0 ... Ņemsim skaitītāja un saucēja atvasinājumus:
Voila, neskaidrība tiek atrisināta ātri un eleganti.
Mēs ceram, ka jūs varat lietderīgi izmantot šo informāciju praksē un atrast atbildi uz jautājumu "kā atrisināt robežas augstākajā matemātikā". Ja jums jāaprēķina secības vai funkcijas robeža kādā brīdī un šim vārdam nav laika no vārda "vispār", sazinieties ar profesionālu studentu dienestu, lai iegūtu ātru un detalizētu risinājumu.