Бесконечно малые и бесконечно большие функции.
Функция называется бесконечно большой при
,если для любого числа M>0 существует число
=
(М)>0, что для всех х, удовлетворяющих неравенству 0<
, выполняется неравенство
. Записывают
. Коротко:
Функция называется бесконечно большой при
,если для любого числа M>0 найдется такое число N=N (М)>0, что для всех х, удовлетворяющих неравенству
, выполняется неравенство
. Коротко:
Всякая бесконечно большая функция в окрестности точки х0 является неограниченной в этой окрестности.
Бесконечно малая функция:
Функция называется бесконечно малой при
,если
: для любого числа
>0 найдется число
>0 такое, что для всех х, удовлетворяющих неравенству 0<
, выполняется неравенство
.
Теорема: алгебраическая сумма конечного числа бесконечно малых функций есть бесконечно малая функция.
Док-во:
Теорема: произведение ограниченной функции на бесконечно малую функцию есть функция бесконечно малая.
Док-во:
Следствие: так как всякая б.м.ф. ограничена, то из теоремы вытекает произведение двух б.м.ф. есть функция бесконечно малая.
Следствие: произведение б.м.ф. на число есть функция бесконечно малая.
Теорема: частное от деления бесконечно малой функции на функцию, имеющую отличный от нуля предел, есть функция бесконечно малая.
Док-во:
Теорема: если функция - бесконечно малая, то обратная ей функция – бесконечно большая и наоборот.
Док-во:
Односторонние пределы.
число А называется пределом функции слева в точке x0, если для любого число
>0 существует число
=
(
)>0 такое, что при
выполняется неравенство
.
Предел слева записывают так:
Аналогично определяется предел функции справа:
.
Пределы функции слева и справа называются односторонними пределами.
Сравнение бесконечно малых.
Две б.м.ф. сравниваются между собой с помощью их отношения:
1. если , то
и
называются бесконечно малыми одного порядка.
2. если то
называется бесконечно малой более высокого порядка, чем
.
3. если то
называется бесконечно малой более низкого порядка, чем
.
4. если не существует, то
и
называются несравнимыми бесконечно малыми.
Таковы же правила сравнения б.м.ф. при и
.
Эквивалентные бесконечно малые:
Sinx | x, при ![]() | ex - 1 | x, ![]() |
tgx | x, ![]() | ax - 1 | x*lna, ![]() |
arcsinx | x, ![]() | ln(1+x) | x, ![]() |
arctgx | x, ![]() | loga(1+x) | x*logae ![]() |
1-cosx | ![]() ![]() | (1+x)k - 1 | k*x, k>0, ![]() |
Теоремы о пределах.
Теорема: если существует и
и они равны между собой, то существует
=
.
Теорема: если ,
, то =>
1)
2)
3)
Примечание 1: 1-е и 2-е свойства распространяются на любое конечное число слагаемых или сомножителей, однако число слагаемых и сомножителей не может быть .
Примечание 2:
Теорема: если , то функция g(x) = f(x) – a является б.м. при
.
Следствие: если => в окрестности т. х0 g(x) + а = f(x), где g(x)- б.м. при
.
Теорема: если и существуют конечные пределы, когда
,
=>
.
Теорема (о сжатой переменной): если и существуют конечные пределы
=> существует:
.
Теорема (о пределе сложной функции):
Пусть: х0, , U=f(x),
.
Сама теорема:
Если задана сложная функция,
и существуют конечные пределы
и
, то