Классификация точек разрыва
Определение.Точка
,
в которой нарушается хотя бы одно условие
непрерывности функции
,
называется точкой разрыва этой функции.
Рассмотрим точку разрыва
функции
,
в некоторой окрестности которой (кроме
быть может
)
эта функция определена. Возможны три
случая:
1. Если
не
определена или
,
то
называется точкой устранимого разрыва.
Если эту функцию изменить в точке
,
т. е. положить
то функция
будет непрерывной в точке
,
т. е. этот разрыв устраняется.
Пример.Функция
имеет устранимый разрыв в точке
.
Если положить
то функция
будет всюду непрерывна.
2.Если
,
то точка
называетсяточкой разрыва первого
рода функции
.
3.Если хотя бы один из пределов
не существует или равен бесконечности,
то точка
называетсяточкойразрыва
второго родафункции
.
Свойства функций, непрерывных на отрезке
Определение.Функция
называется непрерывной на отрезке
,
если она непрерывна во всех точках
интервала (а,
),
непрерывна в точке а справа и в точке
слева.
Обозначение
.
Осн.лит.: [11] Глава 1 § 1,2,3,4 стр. 9-38; Дополн.:25.
Контрольные вопросы:
1. Дайте определение функции. Что называется областью определения функции?
2. Какая функция называется бесконечно малой и каковы ее основные свойства?
3. Сформулируйте основные теоремы о пределах функций.
4. Приведите формулы замечательных пределов.
5.Дайте определение непрерывности функции в точке и на отрезке.
6. Какие точки называются точками разрыва функции.
Лекция 5. Дифференциальное исчисление. Основные определения и свойства производных и дифференциалов. Исследование поведения функций. Теоремы о среднем. Приложения производных в экономике.
Пусть в некоторой окрестности точки
и в самой точке
определена функция
.
Определение.Если функция
определена в некоторой окрестности
точки
и
,
то она называетсянепрерывнойв
точке
,
где
,
.
В самом деле, этот предел означает, что
,
т. е.
.
Определение.Если существует предел
,
то это число называется производной
функции
в точке
.
Этот предел можно записывать также
в виде
.
Определение.Функция
называетсядифференцируемойв точке
,
если она имеет конечную производную в
этой точке.
Теорема.Если функция
дифференцируема в точке
,
то она непрерывна в этой точке
Основные правила дифференцирования
Теорема 1.(правила дифференцирования
суммы, произведения и частного). Если
функции
и
дифференцируемы в точкеx,
то сумма, произведение и частное этих
функций (частное при условии, что
)
также дифференцируемы в этой точке и
имеют место следующие формулы:
1.
2.
3.
Дифференцирование сложной функции.
Пусть функция
дифференцируема в точке
,
,
функция
дифференцируема в точке
,
тогда сложная функция
дифференцируема в
и её производная равна
.
Для дальнейшего усвоения материала повторить таблицу производных основных элементарных функций.
С помощью этой таблицы и правил вычисления производных можно вычислить производную любой элементарной функции.
Понятие дифференциала функции
Определение.Если приращение функции
в точке
можно представить в виде
,
где
-
число, а
-
б.м. при
,
то величина
называетсядифференциаломфункции
в точке
(главной частью приращения).
Теорема (о дифференциале).Для того,
чтобы функция
имела дифференциал в точке
,
необходимо и достаточно, чтобы существовала
производная
,
при этом
.
(т.е.
).
Схема исследования и построения графика функции
Чтобы исследовать функцию y=f(x) и построить ее график, действия рекомендуется проводить в следующем порядке.
1. Нахождение области определения функции. Исследование на четность, нечетность, периодичность. Нахождение точек пересечения графика с осями координат.
2. Исследование функции
на непрерывность. Вычисление пределов
функции при
,
стремящемся к границам области определения
и к точкам разрыва.
3. Нахождение асимптот функции.
4. Вычисление f' (x) и исследование ее знаков. Нахождение интервалов возрастания, убывания и экстремумов.
5. Вычисление f''(x) и исследование ее знаков. Нахождение интервалов направления выпуклости и точек перегиба.
6. Построение таблицы, в которой указываются все найденные точки разрыва, критические точки первого и второго порядка и интервалы между ними. В каждом интервале характеризуется поведение функции.
7. Построение графика функции с учетом ее асимптот и таблицы. При необходимости можно вычислить промежуточные значения функции.
Приложение производной к экономике
В практике экономических исследований широкое применение получили производственные функции, используемые для установления зависимостей выпуска продукции от затрат ресурсов, при прогнозировании развития отраслей, при решении оптимизационных задач. В предположении дифференцируемости производственных функций важное значение приобретают их дифференциальные характеристики, связанные с производной. Так, если производственная функцияy=f(x) устанавливает зависимость выпуска продукцииу от затрат ресурсах, то f' (x) называютпредельным продуктом, если жеy=f(x) устанавливает зависимость издержек производствауот объема продукциих, тоf' (x) называютпредельными издержками.
Характеристикой относительного изменения прироста функции y=f(x) при малых относительных изменениях прироста аргументахявляетсяэластичность функции.Коэффициент эластичностиε определяется по формуле
или
.
Коэффициент эластичности широко используют в исследованиях потребительского спроса на товары в зависимости от цен этих товаров или доходов потребителей. Высокий коэффициент эластичности означает слабую степень удовлетворения потребности; низкий указывает на то, что данная потребность высока.
Осн. лит.: 2, Глава 4 § 4.1-4.8, [127-150], [178-203], 12, 25.
Контрольные вопросы:
1. Производные основных элементарных функций.
2. Сформулируйте определение производной.
3. Сформулируйте определение дифференциала функции.
4. Дифференцирование сложной функции.
5. Изложите схему общего исследования функции и построения ее графика.
6. Приведите коэффициент эластичности.
Лекция 6.Первообразная. Неопределенный интеграл, его свойства. Основные методы интегрирования. Методы интегрирования некоторых функций. Приложения неопределенного интеграла в экономике
Определение.Первообразнойфункции
,
определенной в интервале
,
называется такая функция
,
производная которой совпадает с
в интервале
,
т.е. ![]()
.
Теорема 1.Если
и
две первообразные функции
на
,
то найдется такое числоC,
что
.
Из этой теоремы следует, что если есть
одна первообразная
функции
,
то любая другая ее первообразная имеет
вид
для некоторого числа
.
Определение.Множество всех
первообразных для функции
на интервале
называется еенеопределенным интегралом.
Он обозначается символами
,
где
знак
интеграла,
-
дифференциал переменнойx.
Если
какая либо первообразная функции
,
то
,
.
Свойства неопределенных интегралов
1)
;
.
2)
;
.
3) Если a- число, то
.
4)
.
5) Если
;
,
-
числа, то
Например
:
.
Основные методы интегрирования
