Предел элементарной функции при , стремящемся к значению (), которое входит в область ее определения, равен частному значению функции при , т.е. .
Если аргумент стремится к бесконечности или к числу, которое не принадлежит области определения функции, то в каждом таком случае нахождение предела функции требует специального исследования.
Рассмотрим основные свойства пределов:
1) Если существуют пределы функций и при , то
2) Если существуют пределы функций и при , то
3) Постоянный множитель можно выносить за знак предела, т.е.
4) Если существует предел функции при , то
, где — натуральное число.
5) Если существуют пределы функций и при , причем предел функции отличен от нуля, то
При вычислении пределов часто используют два замечательных предела:
1. или
2. или
и их следствия:
Второй замечательный предел используют для раскрытия неопределенностей вида , а остальные — для неопределенности вида .
Вычисление пределов значительно упрощается при использовании эквивалентности бесконечно малых.
Функция называется бесконечно малой при , если .
Функция называется бесконечно большой при , если .
Свойства бесконечно малых и бесконечно больших:
1) Если и при , то при .
2) Если при , то при .
3) Если — бесконечно малая при , a — ограниченная в некоторой окрестности точки , то — бесконечно малая функция при .
Две бесконечно малые функции называются эквивалентными (~), если предел их отношения равен 1. С помощью замечательных пределов можно доказать справедливость цепочки эквивалентных бесконечно малых при .
При раскрытии неопределенностей вида или рекомендуется пользоваться указанными замечательными пределами либо пытаться сократить числитель и знаменатель на общие (критические) множители.
При вычислении пределов нередко пользуются правилом Лопиталя:
Пусть при вычислении предела возникает неопределенность вида или , но при этом существует . Тогда .
Использование правила Лопиталя в большинстве случаев значительно упрощает вычисление пределов, поэтому, прежде чем приступать к вычислению пределов, необходимо повторить правила вычисления производных.
Пример:
Найти пределы функций:
а) б)
в) г)
Решение:
а) Разделив числитель и знаменатель на большую степень получим
б) Умножив числитель и знаменатель на и используя первый замечательный предел, получим
в) Логарифмируя и используя правило Лопиталя, получим
г) Сделав замену переменных и используя второй замечательный предел, получим
На этой странице размещён краткий курс лекций по высшей математике для заочников с теорией, формулами и примерами решения задач:
Высшая математика краткий курс лекций для заочников
Возможно вам будут полезны эти страницы:
Исследование общего уравнения кривой 2-го порядка |
Функция |
Вычисление пределов от рациональной дроби при x > a (a ≠ ∞ ) |
Вычисление пределов от рациональной дроби при x > ∞ |