Предел функции при стремлении аргумента к бесконечности
Определение. Число А называется пределом функции f(x) при х®¥, если для любого числа e>0 существует такое число М>0, что для всех х, ïхï>M выполняется неравенство
При этом предполагается, что функция f(x) определена в окрестности бесконечности.
Записывают: 
Графически можно представить:
 |
y y
A A
0 0
x x
y y
 |
A A
0 0
x x
Аналогично можно определить пределы 
для любого х>M и
для любого х<M.
Основные теоремы о пределах
Теорема 1. 
, где С = const.
Следующие теоремы справедливы при предположении, что функции f(x) и g(x) имеют конечные пределы при х®а.
Теорема 2. 
Доказательство этой теоремы будет приведено ниже.
Теорема 3. 
Следствие. 
Теорема 4. 
при 
Теорема 5. Если f(x)>0 вблизи точки х = а и 
, то А>0.
Аналогично определяется знак предела при f(x) < 0, f(x) ³ 0, f(x) £ 0.
Теорема 6. Если g(x) £ f(x) £ u(x) вблизи точки х = а и 
, то и 
.
Пример. Найти предел 
Так как tg5x ~ 5x и sin7x ~ 7x при х ® 0, то, заменив функции эквивалентными бесконечно малыми, получим:
Пример. Найти предел 
.
Так как 1 – cosx = 
при х®0, то 
.
Пример. Найти предел 
Если a и b - бесконечно малые при х®а, причем b - бесконечно малая более высокого порядка, чем a, то g = a + b - бесконечно малая, эквивалентная a. Это можно доказать следующим равенством 
.
Тогда говорят, что a - главная частьбесконечно малой функции g.
Пример. Функция х2 +х – бесконечно малая при х®0, х – главная часть этой функции. Чтобы показать это, запишем a = х2, b = х, тогда
.
Некоторые замечательные пределы
, где P(x) = a0xn + a1xn-1 +…+an,
Q(x) = b0xm + b1xm-1 +…+bm - многочлены.
Итого: 
Первый замечательный предел 
Второй замечательный предел 
Часто если непосредственное нахождение предела какой – либо функции представляется сложным, то можно путем преобразования функции свести задачу к нахождению замечательных пределов.
Кроме трех, изложенных выше, пределов можно записать следующие полезные на практике соотношения:
Пример. Найти предел.
Пример. Найти предел.
Пример. Найти предел.
Пример. Найти предел.
Пример. Найти предел.
Пример. Найти предел 
.
Для нахождения этого предела разложим на множители числитель и знаменатель данной дроби.
x2 – 6x + 8 = 0; x2 – 8x + 12 = 0;
D = 36 – 32 = 4; D = 64 – 48 = 16;
x1 = (6 + 2)/2 = 4; x1 = (8 + 4)/2 = 6;
x2 = (6 – 2)/2 = 2 ; x2 = (8 – 4)/2 = 2;
Тогда 
Пример. Найти предел.
домножим числитель и знаменатель дроби на сопряженное выражение: 
=
= 
.
Пример. Найти предел.
Пример. Найти предел 
.
Разложим числитель и знаменатель на множители.
x2 – 3x + 2 = (x – 1)(x – 2)
x3 – 6x2 + 11x – 6 = (x – 1)(x – 2)(x – 3), т.к.
x3 – 6x2 + 11x – 6 x - 1
x3 – x2 x2 – 5x + 6
- 5x2 + 11x
- 5x2 + 5x
6x - 6
6x - 6 0
x2 – 5x + 6 = (x – 2)(x – 3)
Тогда 
Пример. Найти предел.
- не определен, т.к. при стремлении х к 2 имеют место различные односторонние пределы -∞ и +∞.
Комплексные числа
Определение. Комплексным числом zназывается выражение 
, где a и b – действительные числа, i – мнимая единица, которая определяется соотношением:
При этом число a называется действительной частью числа z (a = Re z), а b- мнимой частью (b = Im z).
Если a =Re z =0, то число z будет чисто мнимым, если b = Im z = 0, то число z будет действительным.