- •3. Единственность предела сходящейся последовательности
- •4. Ограниченность сходящейся последовательности.
- •5. Сохранение знака сходящейся последовательности
- •10.Арифметические свойства сходящихся последовательностей.
- •11. Теорема Кантора о вложенных отрезках.
- •12.Теорема Больцано-Вейерштрасса об ограниченных последовательностях.
- •13. Критерий Коши сходимости последовательности.
- •14.Теорема о существовании точных границ числовых множеств.
- •16.Теорема Больцано-Вейерштрасса о существовании предельной точки у ограниченного числового множества.
- •15. Принцип Бореля-Лебега.
- •17. Эквивалентность двух определений предела функции в точке.
- •19.Критерий Коши предела функции в точке.
- •20.Непрерывность сложной функции.
- •21. Теоремы Вейерштрасса для непрерывных функций на отрезке.
- •22. Теорема Больцано-Коши о нулях функции.
- •25. Теорема о существовании обратной функции.
- •26. Теорема о существовании и непрерывности обратной функции.
- •29. Непрерывность дифференцируемой функции.
- •30. Производная и дифференцируемость функции в точке.
- •31. Дифференцируемость функции в точке: правила дифференцирования, дифференцируемость сложной функции.
- •33. Теоремы о среднем: Ферма, Ролля, Лагранжа, Коши.
- •35. Первое правило Лопиталя.
- •36. Теорема Тейлора.
- •37. Достаточные условия экстремума.
29. Непрерывность дифференцируемой функции.
Функция
называетсянепрерывной
в точке
,
если существует предел функции
при
,
и он равен ее значению в точке
,
т. е.
Можно
записать развернутое определение
непрерывности функции в точке, если
воспользоваться определением предела
функции по Коши или
Гейне. Функция
называетсянепрерывной в
точке
по
Коши,
если она определена в
и
для любого
существует
такое,
что для всех
и
выполняется
неравенство
.
Функция
называется непрерывной в
точке
по
Гейне,
если она определена в
и
для любой последовательности
такой,
что
,
выполняется
.
Теорема. Если
функция
имеет
производную в точке
то
она непрерывна в этой точке.
Доказательство. Из
существования
следует,
что разность
есть бесконечно малая функция при
.
Отсюда
и,
следовательно, приращение функции
есть
бесконечно малая функция при
.
Отсюда
т.е.
,
что означает непрерывность функции
в
точке
.
Пример. Функция
непрерывна
в точке
,
но производная в точке
не
существует, так как не существует
предел
.
Из непрерывности в данной точке не следует дифференцируемость в этой точке
30. Производная и дифференцируемость функции в точке.
Производная:
Важной характеристикой
движения материальной точки является
ее мгновенная скорость. Допустим,
материальная точка движется по закону
по
прямой, т. е. находится в свободном
падении под действием постоянной силы
тяжести. Фиксируя произвольный момент
времени
и
какое угодно егоприращение
,
получимсреднюю
скорость на отрезке
времени ![]()
Для
нашего закона движения
Средняя
скорость непостоянна, она зависит от
момента времени
и
от приращения времени
.Мгновенной
скоростью (или
просто скоростью)
движущейся точки называется предел, к
которому стремится средняя скорость
при
стремлении к нулю приращения времени,
т. е.
Итак,
при нахождении скорости изменения
какой-то переменной величины
в
точке
нам
нужно совершить предельный переход![]()
Число
,
если такой предел существует, называется
производной
функции
в
точке
.
Задача
о проведении касательной к графику
функции
в
точке
тоже
приводит к необходимости совершить
подобного рода предельный переход.
Рассмотрим квадратичную функцию
и
ее график. Проведем касательную к этой
кривой в точке
.Касательной к
кривой в точке
называется
предельное положение секущей
(если
оно существует) при стремлении
точки
вдоль
кривой к точке
(см.
рис.). Придадим абсциссе
приращение
,
получим соответствующее приращение
функции
и
тангенс угла наклона
секущей
:
В нашем случае
.
Предельное положение секущей существует
при
,
и тангенс угла наклона ее есть
![]()
Дифференцируемость:
Рассмотрим приращение функции
в
точке![]()
Поведение
этого приращения, как функции приращения
аргумента
при
фиксированном
,
показывает, существует ли производная
в этой точке у функции
.
В случае существования
производной
приращение
может
быть записано в виде (т.к.Если
функция
имеет
производную в точке
то
она непрерывна в этой точке)
Если
же приращение функции
в
точке
может
быть записано в виде
то
функция
называется
дифференцируемой в
точке
.
Докажем, что если функция имеет производную
в точке
,
то она дифференцируема в ней.
Теорема. Функция
имеет
производную в точке
тогда
и только тогда, когда она дифференцируема
в этой точке.
Доказательство.
Необходимость доказана
выше. Достаточность.
Рассмотрим
.
По определению
имеем
Отсюда
следует, что при наличии дифференцируемости
функции
в
точке
главную
роль в приращении
играетлинейная
часть
.
Она называетсядифференциалом
функции
в
точке
и
обозначается
Здесь![]()
Замечание. Если
функция задана в виде
,
то и приращение ее, и дифференциал можно
записать так:![]()
![]()
Пример.
![]()
