Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Практикум по высшей математике_часть 1.pdf
Скачиваний:
230
Добавлен:
13.04.2015
Размер:
6 Мб
Скачать
☆

19)

limn→∞(

n2 + n +1 −

n2 − n +1);

21)

lim

(n −1)(n − 2)(3 − n)

;

(n +1)(n + 2)(3 + n)

 

n→∞

 

23) limn→∞(

2n2 + n −1 −

 

2n2 −3n −1);

25) limn→∞(3 (n +1)2 − 3 (n −1)2 );

27)

lim1 − 2 +3 − 4 +... − 2n ;

 

n→∞

 

n2 +1 + 4n2 −1

 

29)

lim

 

1 + 2 +3 +... + n

−

n

 

n + 2

 

;

 

n→∞

 

 

 

2

31)

lim

(n + 2)!+ (n +1)! ;

 

 

n→∞

 

(n +3)!

 

 

 

33)lim 1 + 12 + 14 +... + 12n ; n→∞ 1 + 13 + 19 +... + 13n

35) lim

 

 

52n

;

1

+52n+1

n→∞

 

ТЕМА 3

20)

lim

n(n +1)(n + 2)

 

;

 

 

(n +3)(n + 4)(n +

5)

 

 

 

n→∞

 

 

 

22)

lim

 

n + 2

 

 

 

;

 

 

 

 

n −1 +

 

n +

2

 

 

 

 

 

n→∞

 

 

 

 

 

 

24)

limn→∞(3 n2 − n3

+ n);

 

 

 

 

26)

lim

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n

 

;

n + n + n −

 

 

n→∞

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

28)

lim

n2 −1 +

 

 

n

;

 

 

 

 

 

 

4 n3 +1 −

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

n→∞

 

 

 

 

 

 

 

 

 

30)

lim

n!

 

 

 

;

 

 

 

 

 

 

 

(n +1)!− n!

 

 

 

 

 

 

 

 

n→∞

 

 

 

 

 

 

 

 

32)

lim

(n + 2)!+ (n +1)! ;

 

 

 

 

 

n→∞

(n + 2)!−(n +1)!

 

 

 

 

34)

lim

3n

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 +3n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n→∞

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

36)

lim

2n − 2−n

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2n + 2−n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n→∞

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ПРЕДЕЛ ФУНКЦИИ Понятие предела функции. Односторонние пределы

Число

A называется пределом функции

y = f (x)

при

x → x0 , если для

любого ε > 0

существует δ =δ(ε) > 0 , зависящее от ε,

такое,

что для всех x ,

удовлетворяющих

неравенству

 

x − x0

 

<δ

справедливо

неравенство

 

 

 

f (x) − A

 

<ε . Обозначают: lim f (x) = A, f (x) → A или f (x) → A при x → x0 .

 

 

 

 

 

 

x→x0

x→x0

 

 

 

при x → x0 , если

 

Число A называется пределом справа функции y = f (x)

для любого ε > 0 существует такое δ =δ(ε) > 0 ,

что для всех

x , удовлетво-

ряющих неравенству 0 < x − x0 <δ справедливо неравенство

 

 

f (x) − A

 

<ε . Обо-

 

 

значают: lim f (x) = A.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x→x0

+0

 

 

 

 

при x → x0 , если

 

Число

A называется пределом слева функции y = f (x)

для любого ε > 0 существует такое δ =δ(ε) > 0 ,

что для всех

x , удовлетво-

ряющих неравенству −δ < x − x0 < 0

справедливо

неравенство

 

f (x) − A

 

<ε .

 

 

Обозначают:

lim f (x) = A.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x→x0 −0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

113

Если x0 = 0 , то пишут просто x → +0 или x → −0 и соответственно f (+0) или f (−0) .

Техника вычисления пределов

1) Если существует lim f (x) = A и lim g(x) = B , то существуют пределы:

 

 

 

 

x→x0

 

 

 

 

 

x→x0

 

 

а)

lim( f (x) ± g(x)) = lim f (x) ± lim g(x) = A ± B ;

 

x→x0

 

 

 

x→x0

 

 

x→x0

 

 

б)

lim( f (x) g(x)) = lim f (x) lim g(x) = A B ;

 

x→x0

 

 

 

x→x0

 

 

x→x0

 

 

в)

lim cf (x) = c lim f (x) = cA , где c = const ;

 

x→x0

 

 

x→x0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

f (x)

 

lim f (x)

 

 

A

 

 

)

 

г) lim

=

x→x0

 

=

 

,

lim f (x) ≠ 0

.

g(x)

lim g(x)

 

 

 

x→x0

 

 

 

B

(x→x0

 

 

 

 

 

x→x0

 

 

 

 

 

 

 

 

2) Для всех основных элементарных функций в любой точке их области определения справедливо равенство

 

lim f (x) = f (lim x) = f (x0 ) .

 

x→x0

 

 

 

 

x→x0

 

 

3) Частое применение находят следующие пределы:

lim sin x

=1 – первый замечательный предел;

x→0

x

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

1

 

 

 

 

1

 

 

lim(1+ x) x =lim

 

=e =2,71828...– второй замечательный предел;

1+

x

 

x→0

 

 

 

x→∞

 

 

 

 

 

lim

loga (1 + x)

= loga e,

 

(a > 0, a ≠1) ;

 

x

 

 

 

x→0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

lim ln(1 + x)

=1;

 

 

 

 

(3.1)

x→0

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

lim

ax −1

= ln a,

 

(a > 0) .

(3.2)

x

 

 

x→0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Раскрытие неопределенностей

Если функция f (x) определена в точке x0 , то вычисление предела вида

lim f (x) сводится к непосредственной подстановке значения x0 вместо x и ис-

x→x0

пользованию свойств пределов. На практике при вычислении пределов формальная подстановка вместо переменной x ее предельного значения приводит

к неопределенностям вида

 

 

,

 

 

,

{∞ −∞}, {0 ∞},

{

}

,

{

}

,

{

}

.

0

 

 

∞

1∞

 

00

 

∞0

 

 

0

 

 

∞

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

114

1. Для раскрытия неопределенности вида ∞ числитель и знаменатель

∞

(если они являются многочленами относительно независимой переменной x ) делят на переменную x в старшей степени.

2.При раскрытии неопределенности вида 0 можно попытаться чис-

0

литель и знаменатель разложить на множители и дробь сократить. Если под знаком предела стоит тригонометрическая функция, то можно применить первый замечательный предел.

3. Неопределенности вида {∞ −∞} и {0 ∞} с помощью элементарных преобразований функции, стоящей под знаком предела, приводят к неопреде-

 

∞

 

0

 

ленностям вида

 

или

 

.

 

 

∞

0

 

 

{

}

используют второй замечатель-

4. В случае неопределенности вида 1∞

 

ный предел.

 

 

 

 

 

Эквивалентные бесконечно малые

 

Функция α(x)

называется бесконечно малой при

x → x0 , если

lim α(x) = 0 .

 

 

 

 

 

x→x0

 

 

 

 

 

Если α(x) и β(x)

бесконечно малые при x → x и lim α(x)

=1, то α(x) и

 

 

 

0

x→x0 β(x)

 

 

 

 

 

 

β(x) называют эквивалентными бесконечно малыми. Обозначают α(x) β(x) .

Таблица эквивалентных бесконечно малых функций

(α(x) – бесконечно малая при x →0 )

1.

sinα(x) α(x) ;

 

 

6.

ln(1+α(x)) α(x) ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.

tgα(x) α(x) ;

 

 

 

7.

aα( x) −1 α(x)ln a ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.

1 −cosα(x) α

2

 

 

8.

α( x)

 

 

α(x) ;

 

 

(x)

;

 

e

 

−1

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.

arcsinα(x) α(x) ;

 

9.

(1+

α

(x))

n −

 

α

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 n (x) ;

5.

arctgα(x) α(x) ;

 

10.

n 1+α(x) −1

α(x)

 

 

 

 

 

 

 

n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Примеры решения задач

Пример3.12. Исходяизопределенияпредела, доказать, что lim(3x − 4) = 2 .

x→2

Решение. Пусть ε – произвольное положительное число. Необходимо доказать, что существует такое δ > 0 , что при всех значениях x , удовлетворяю-

115

щих условию

 

x − 2

 

<δ справедливо неравенство

 

 

 

(3x − 4) − 2

 

<ε . Из последне-

 

 

 

 

го неравенства

 

получаем:

 

3x −6

 

<ε

или

 

3

 

x − 2

 

 

 

<ε . Тогда, как только

 

 

 

 

 

 

 

x − 2

 

<ε / 3 =δ ,

выполняется требуемое

равенство

 

 

 

 

(3x − 4) − 2

 

<ε . Следова-

 

 

 

 

 

 

тельно, lim(3x − 4) = 2 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x→2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пример 3.13. Вычислить lim

3x − x2 ln(x −1)

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

+ 6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x→2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Решение. Так как пределы числителя и знаменателя существуют и предел

знаменателя не равен нулю, то

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

lim

3x − x2 ln(x −1)

=

6 − 4 0

=

3

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x + 6

 

 

 

 

 

2 + 6

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x→2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пример 3.14. Вычислить

lim

 

x3 +2x −4

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3x3 +1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x→∞

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Решение. Здесь имеем неопределенность вида ∞

. Числитель и знаме-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

∞

 

 

 

 

 

 

натель дроби разделим на x3 :

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x3

+2x −4

 

∞

 

 

1+

 

2

 

−

4

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

lim

 

 

 

 

 

 

 

=

 

=lim

 

 

 

x

 

 

 

x

 

=

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3x3 +1

 

 

 

 

1

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x→∞

 

 

 

 

 

∞

 

 

 

 

x→∞

3 +

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пример 3.15. Вычислить

lim

 

 

x2 +2x +1

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x→−1 x2 +5x +4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Решение. Непосредственная подстановка значения x = −1, дает неопреде-

ленность вида

0

 

. Так как числитель и знаменатель многочлены, то их можно

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

разложить на множители. Тогда

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

lim

 

 

x2

+2x +1

 

 

0

 

=lim

 

(x +1)2

 

 

 

 

=lim

x +1

 

0

=0 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+5x +4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4)

 

 

 

3

 

 

 

 

 

x→−1 x2

 

 

0

 

 

 

 

 

x→−1 (x +1)(x +

 

 

x→−1 x +4

 

 

 

 

 

Пример 3.16. Вычислить

lim

 

 

 

x −2

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x2 +5 −3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x→2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Решение. Как и в предыдущем примере,

 

здесь неопределенность вида

0 . Раскроем неопределенность, умножив числитель и знаменатель дроби на

⎩0

выражение, сопряженное выражению ( x2 +5 −3):

116

 

 

 

 

x −2

 

0

 

 

(x −2)(

x2 +5 +3)

 

 

 

 

 

lim

 

 

 

=

=lim

( x2 +5 −3)( x2 +5 +3)

=

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x→2

x2 +5 −3

 

0

x→2

 

 

 

 

= lim

(x − 2)(

x2 +5 +3)

= lim

(x − 2)

( x2 +5 +3)

=

 

 

 

 

x2 +

5 −

9

 

 

 

x2 − 4

 

 

 

 

 

x→2

 

 

x→2

 

 

 

 

 

 

 

 

= lim

(x − 2) (

x2 +5 +3)

= lim

( x2 +5 +3)

=

3 +3

=

3

.

 

(x − 2) (x + 2)

 

 

x

+ 2

4

 

2

 

x→2

 

 

x→2

 

 

 

 

Пример 3.17. Вычислить

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1) lim

1−cos x

;

2) lim cos(πx / 2) .

 

 

 

 

 

 

 

x→0

x2

 

 

x→1

 

1− x

 

 

 

 

 

 

 

 

Решение. Здесь для раскрытия неопределенности вида 0 воспользуем-

⎩0

ся первым замечательным пределом. 1)

lim

1−cos x

 

0

 

=lim

2sin2 (x / 2)

=

1

 

sin(x / 2)

2

1

.

x

2

=

 

 

x

2

 

lim

x / 2

 

=

2

x→0

 

0

 

x→0

 

 

2 x→0

 

 

 

 

2) Пусть t = x −1. Тогда x =t +1 и t → 0 при x →1. Следовательно,

 

cos πx

 

 

 

 

 

 

 

 

 

cos π(t +1)

 

 

π

+

πt

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

cos

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

2

 

2

 

lim

 

 

= = −lim

 

 

 

 

 

 

= −lim

 

=

 

1− x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x→1

 

 

 

0

 

 

t→0

 

 

t

 

 

 

 

 

t→0

 

 

t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

πt

 

 

 

 

 

 

 

 

πt

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= −lim

−sin

2

 

=

π lim

sin 2

=

π .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t→0

 

 

 

 

 

 

2 t

→0

 

πt

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пример 3.18. Вычислить

lim

 

4x2

+1

 

и

 

lim

 

 

4x2 +1

.

 

 

 

 

 

 

x +1

 

 

 

 

 

x +1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x→+∞

 

 

 

 

 

 

 

x→−∞

 

 

 

 

 

 

Решение. Если x > 0 (x →+∞) , то

x2 = x . Тогда

 

 

 

 

 

 

lim

4x2

+1

= lim

 

x2 (4 +1/ x2 )

 

= lim

 

x (4 +1/ x2 )

= 2.

x→+∞

x +

1

 

 

x→+∞

x(1

+1/ x)

 

 

 

 

 

x→+∞

x(1+1/ x)

 

 

 

Если x < 0 (x → −∞) , то

x2

= −x . Тогда

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

117

lim

 

4x2 +1

= lim

 

x2

(4 +1/ x2 )

= lim

−x (4 +1/ x2 )

= −2 .

 

x +1

 

 

 

x(1+1/ x)

 

 

x(1

+1/ x)

x→−∞

 

 

 

x→−∞

 

 

 

 

x→−∞

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пример 3.19. Вычислить lim

 

 

 

 

−

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

х

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x→1

х−

 

 

 

−1

 

 

 

 

 

 

 

Решение. Имеем неопределенность вида {∞ −∞}. Преобразуем функцию,

стоящую под знаком предела, приводя дроби к общему знаменателю

 

2

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2(х+1) − 4

 

 

 

 

lim

 

 

 

 

−

 

 

 

 

={∞ −∞}= lim

 

 

2

 

 

=

 

 

 

 

х−1

 

х

2

 

 

х

−1

 

 

 

x→1

 

 

 

−1

 

 

 

 

 

 

 

 

x→1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= lim

2(х−1)

=

 

0

= lim

 

2

 

=1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

х2 −

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

+

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x→1

 

 

 

 

0

 

x→1 х

 

 

3x

Пример 3.20. Вычислить lim 1+ 12 .

x→∞ x

Решение. Для раскрытия неопределенности {1∞} используем второй замечательный предел:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x2

 

1

3x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

3x

 

 

 

 

1

 

 

x2

lim

3

 

 

 

 

 

 

lim

1+

 

=

1∞

}

=lim

1+

 

 

 

 

 

 

 

=ex→∞ x

=e0 =1.

 

2

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

{

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x→∞

 

 

 

 

 

 

 

 

x→∞

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пример 3.21. Вычислить

lim ln(1+ x) .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x→0

3x −1

3x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Решение. Из равенства (3.2) имеем lim

−1

= ln 3. Отсюда и равенства (3.1)

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x→0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ln(1+ x)

 

0

 

 

ln(1+ x)

 

 

 

 

x

 

 

 

 

1

 

 

 

1

 

 

lim

 

x

 

 

 

 

=

 

=lim

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=1

 

 

 

 

=

 

 

.

3

−1

 

x

 

 

 

3

x

 

 

 

ln3

ln3

x→0

 

 

 

0

 

x→0

 

 

 

 

 

 

−1

 

 

 

Пример 3.22. Вычислить односторонние пределы:

 

 

 

1) lim

2

 

;

2) lim

1

 

.

 

 

 

 

 

x −1

1 +31/ x

 

 

 

 

x→1±0

 

x→±0

 

 

 

 

 

 

Решение. 1) Если x <1, то x −1 < 0 и, следовательно, lim

2

 

= −∞. Если

x −1

 

 

 

 

 

 

 

2

 

x→1−0

 

x >1, то x −1 > 0 и, следовательно, и

lim

 

 

= +∞.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x→1+0 x −1

 

 

 

 

118

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

2) Если x < 0 , то lim

1 = −∞ и lim 3x

= 0 . Следовательно,

lim

=1.

1 +31/ x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x→−0

x

1

x→−0

 

 

 

 

 

x→−0

 

Если x > 0 , то lim

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

= +∞ и lim 3x = +∞. Следовательно, lim

 

 

 

=

0 .

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

x→+0

 

 

 

x→+0

 

 

 

 

x→+0 1 +31/ x

 

 

 

 

Пример 3.23. С помощью принципа замены эквивалентных вычислить:

1) lim

sin 4x

 

;

 

 

 

 

2) lim1 −cos 2x .

 

 

 

 

 

 

 

 

ln(1 + 4x)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x→0

 

 

 

 

 

 

x→0

tg3x

 

 

 

 

 

 

 

 

Решение. 1) Имеем sin 4x 4x , ln(1 + 4x) 4x (см. таблицу эквивалентных

бесконечно малых функций). Тогда

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

lim

 

sin 4x

= lim

4x

=1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ln(1 + 4x)

4x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x→0

 

x→0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2) Из

таблицы эквивалентных бесконечно малых

функций имеем:

1 −cos 2x

(2x)2

 

=

2x2 , tg3x 3x . Поэтому

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

lim

1 −cos 2x

= lim

2x2

= lim

2x

= 0 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

tg3x

3x

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x→0

 

 

 

x→0

x→0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Задания для самостоятельного решения

 

 

 

 

 

3.23. Пользуясь определением предела функции в точке, доказать, что:

1) lim(3x + 2) =8;

 

2) lim(4 + 2х) = 4 ;

3) lim

1

=1;

 

 

 

 

 

x→2

х

 

 

 

 

 

 

 

 

x→0

 

 

 

x→1

х

 

 

 

 

 

 

4) lim

 

=1;

 

 

 

5) lim cos x = cos x ;

6) lim

 

 

x =

 

x .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x→∞ х− 2

 

 

 

 

 

 

 

 

x→x0

 

0

x→x0

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.24. Доказать, что функция

f (x) = x2 при

x → 0 является бесконечно

малой. При каких значениях переменной x значения функции будут отличаться от нуля меньше, чем на: 1) 0,01; 2) 0,001.

3.25. Для функции f (x) = 2x +3 и заданного числа ε > 0 указать число δ такое, что для каждого x , удовлетворяющего условию 0 <| x −3 |<δ . Справедливо неравенство | (2x +3) −9 |<ε , если:

1) ε =1;

2) ε = 0,5;

3) ε = 0,01;

4) ε =ε0 .

3.26. Найти:

 

 

 

1) lim

2x2

+

1

−sinπx

;

x→1

 

 

x

 

 

3) lim((4x2 −1)cos x) ;

x→2

2) lim (2x + cos x) ;

x→π / 2

4) lim

x2

− 2x +1

;

 

x +1

 

x→1

 

 

119

5)

lim(3 − x)10 ;

 

 

 

 

 

 

 

 

x→2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7)

lim(2x2 − 2x +1) ;

 

 

 

 

x→2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9)

lim

x2

−3x + 4

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x2 − 4

 

 

 

 

 

 

 

x→1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.27.

Найти:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1)

lim

 

x2

+1

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+ 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x→∞ x2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3)

xlim→+∞

(

 

 

x(x +1) − x);

 

 

 

5)

xlim→+∞

(x +

x +5 );

 

 

 

7)

 

lim

 

 

 

 

 

x2 +3 + 4 81x4 +1

;

 

 

 

 

 

 

 

5 x5 −1

 

 

 

x→±∞

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9)

xlim→+∞(

 

 

x2 +1 − x);

 

 

 

11)

lim

 

 

x2 −1 −

3 8x3 +1

;

 

 

 

 

3 x3 −1

 

 

 

 

x→−∞

 

 

 

 

 

 

13)

lim

 

 

x2 + 2 −

3 x3 −1

 

;

 

 

 

 

4 x4 +8

 

 

 

x→+∞

 

 

 

 

 

15)

limx→∞(

 

x2 −1 −

 

 

x2 +1);

17)

xlim→±∞ x(

x2 +1 − x);

 

 

 

19)

xlim→±∞

(x −

 

x2 + x +3);

 

 

 

21)

lim

 

x2 −7x +1

;

 

 

 

 

 

 

 

3x x2

 

 

 

 

 

 

 

 

x→∞

 

 

 

 

 

 

 

 

 

23)

lim (

х+5 −

 

 

х) ;

 

 

 

 

 

x→+∞

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

25)

lim (

х2 +10х − х) ;

 

 

 

 

 

x→±∞

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

27)

lim

 

3х +1

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3х −1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x→±∞

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.28.

Найти:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1)

lim

x3

− x2 + 2х

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x2 + х

 

 

 

 

 

 

 

x→0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6) lim

 

 

 

3 + x −1

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x + 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x→1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8)

 

lim

 

 

x3

+ 2

 

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(x −1)8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x→2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10) lim

 

 

x2 +8x − x

.

 

 

 

 

 

 

x +3 +

5

 

 

 

 

 

 

 

x→1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2)

 

lim

 

 

 

x2 + 2 − 3

x3 −1

;

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

x4 +8

 

 

 

 

 

 

 

x→−∞

 

 

 

 

 

 

x2 +1);

4) limx→∞(

 

 

 

x2 + 2x −

 

6)

xlim→+∞(

 

 

x + 2 − x);

 

 

 

 

 

 

 

8)

 

lim

 

 

 

x +

 

 

x +

x

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x +1

 

 

 

 

 

 

x→+∞

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x2 +1 + x);

 

 

 

10)

xlim→−∞(

 

 

 

12)

lim

 

 

x2 + 2 −

3 x3 −1

;

 

 

 

 

4 x4 +8

 

 

 

 

 

 

 

x→−∞

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

14)

lim

 

x2 +1 −

 

x

 

;

 

 

 

 

 

4

 

x3 + x − x

 

 

 

 

 

 

 

x→∞

 

 

 

 

 

 

 

 

16)

xlim→±∞(

x2 − 2 − x);

x2 −5x +1);

18)

xlim→±∞(

x2 − 2x −1 −

20)

xlim→+∞

3

 

x (3 (x +1)2 − 3 (x −1)2 );

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

22)

lim

 

 

 

 

 

 

+ arcctgx

;

 

 

 

1

 

 

 

x→±∞

x +

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

24)

lim (

2х+1 −

 

х+ 2) ;

 

 

x→+∞

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

26)

lim (

4х2 +3х − 2х) ;

 

 

 

x→+∞

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

28)

lim

2 5х

 

−3

.

 

 

 

 

 

 

 

 

9

5х

 

+ 4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x→±∞

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2)

 

lim

 

 

x2

− 4

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

+ 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x→−2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

120

3) lim

 

 

 

3 − x

 

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x3 − 27

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x→3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5)

lim

 

 

 

 

2x2 − x −3

 

;

 

 

 

 

 

 

2x2 −5x +3

 

 

 

 

x→3 / 2

 

 

 

 

 

 

7)

lim

 

 

 

2x2 −7x − 4

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x→−1/ 2 −2x2 +5x +3

 

 

 

9)

lim

3x2 + 2x −1

;

 

 

 

 

 

 

 

 

27x3 −1

 

 

 

 

x→1/ 3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

11)

lim

 

 

 

2х+3 −3

 

;

 

 

 

 

 

 

 

3 − x

 

 

 

 

 

 

 

 

x→3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

13)

lim

 

 

2 −

6 + х ;

 

 

 

 

x→−2

 

7 − х −3

 

 

 

 

 

 

15)

lim

 

 

 

4х+1 −3

 

;

 

 

 

 

 

 

 

х+ 2 − 2

 

 

 

 

 

 

x→−2

 

 

 

 

 

 

 

17)

lim

 

 

х− 3х+ 4

 

;

 

 

 

 

 

 

 

16 − х2

 

 

 

 

 

 

 

 

x→4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

19)

lim

 

 

 

х −8

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4 − 3

х

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x→64

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

21)

lim

 

 

x3 +1

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x +1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x→−1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

23)

lim

 

 

 

7 + 2x −5

 

;

 

 

 

 

 

 

 

x −3

 

 

 

 

 

 

 

 

x→9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

25)

lim

 

 

3 x − x

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x −1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x→1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

27)

lim

 

(1 + x3 ) −(1 +3x)

;

 

 

 

 

 

x3 + x2

 

 

 

 

 

 

x→0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

29)

lim

 

 

3 x − 4

x

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x2 −1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x→1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

31)

lim

x −

3x − 2

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x→2

 

 

 

x2 − 4

 

 

 

 

 

 

 

 

33)

lim

 

 

 

1 + x + x2 − 1 − x + x2

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x2 − x

 

 

x→0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

35)

lim (x − 2)

x −1 ;

 

 

 

 

x→2

 

 

 

x2 − 4

 

 

 

 

 

 

4)

lim

 

x2

 

− 4x −5

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

− 2х−3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x→−1 x2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6)

lim

 

3x2 + 2x −1

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

−х2 + x + 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x→−1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8)

lim

3x

2 −11x + 6

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2x2 −5x −3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x→3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10) lim

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x→0

 

 

 

 

 

х+ 4 − 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12) lim

 

 

 

 

 

 

х −

 

 

2 − х

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x→1

 

 

 

 

 

 

 

x −1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

14) lim

 

 

 

 

 

4х+1 −3

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x→−2

 

 

 

 

 

х+ 2 − 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

16) lim

 

 

 

 

 

 

х+1

 

 

 

 

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

х+

х+ 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x→−1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

18) lim

3

 

 

х −1

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

х −1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x→1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

20) lim

 

x

2 − 4

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x −

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x→2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

22) lim

 

 

 

 

 

x −3

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x −

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x→3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

24) lim

 

 

3 x −1

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x2 −1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x→1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

26) lim

 

 

 

 

3x

 

 

−

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

−1

 

x

−

 

 

 

 

 

 

x→1

 

x

 

 

 

 

1

 

 

 

28) lim

 

 

 

 

 

9 + 2x −5

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x→8

 

 

 

 

 

 

3

x

− 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

30) lim

x4 − 4x2 + 4

;

 

 

 

 

 

 

 

x3 − 2x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x→ 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

32) lim

 

 

 

 

 

5 − x − 2

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 − x −1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x→1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

34) lim

 

 

 

 

x2 −3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

;

 

 

 

 

 

 

x4 −2x2 −3

 

 

 

 

 

 

 

 

x→ 3

 

 

 

 

 

 

 

 

36) lim

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

−

 

 

 

 

 

1

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2)

2

 

 

 

x

2

−3x + 2

 

x→2

 

x(x −

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

121

37)

lim

 

x2

+ 4 − 2

;

 

38)

lim

3

1 + x − 3 1 − x

;

 

 

 

 

+9 −3

 

 

x

 

 

 

 

 

 

x→0 x2

 

 

 

x→0

 

 

 

 

 

 

 

39)

lim

x2

+ x + 4 − 2

;

40)

lim

 

3

 

−

 

2

 

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x +1

 

1 − x

 

− 3

 

 

x→−1

 

 

 

 

x→1

 

1

x

 

3.29. Используя первый замечательный предел, найти:

 

1) lim sin 2x ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2) lim sin 2x ;

 

 

 

 

 

 

 

 

x→0

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x→0

sin 5x

 

 

 

 

 

 

 

 

3) lim

sin2 3x

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4) lim

1 −cos5x

;

 

 

 

 

 

 

sin2

6x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

xsin 5x

 

 

 

 

 

 

 

x→0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x→0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5) lim

 

 

x

 

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6) lim arcsin x ;

 

 

 

 

 

 

 

 

tg2x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x→0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x→0

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7) lim

 

 

 

 

 

sin x

 

 

 

 

 

;

 

8) lim sin 7x ;

 

 

 

 

 

 

 

 

sin 6x −sin 7x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x→0

 

 

x→0

sin 3x

 

 

 

 

 

 

 

 

9) lim

tg6x

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10)

lim x2ctg5x ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x→0

sin8x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x→0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

11)

lim

1 −соs3x

;

 

 

 

 

12)

lim sin(1 − x)

;

 

 

 

 

 

x→0

 

 

 

tg2 6x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x→1

x2 −1

 

 

 

 

 

 

 

 

13)

lim

 

 

 

 

 

4x

 

 

 

 

 

;

 

 

 

14)

lim

sin2 5x

 

 

 

;

 

 

 

arcsin12x

 

 

 

 

arcsin10x

 

 

 

x→0

 

 

 

 

 

 

 

x→0

 

 

 

 

15)

lim sin x − tgx ;

 

 

 

16)

limctg2

 

x

 

tg2 5x

;

 

 

 

8

 

x→0

 

 

4sin

2 x

 

 

 

 

 

 

 

 

x→0

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

17)

lim

 

cos x −cos a

;

 

18)

lim

1 −cos2 x

;

 

 

 

 

 

 

x −a

 

 

 

 

 

 

1 −cos x

 

 

 

 

 

 

x→a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x→0

 

 

 

 

 

 

19)

lim

 

sin3 αx

, (αβ ≠ 0) ;

20)

lim

1 −cos6x

;

 

 

 

 

sin3 βx

xsin 3x

 

 

 

 

 

x→0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x→0

 

 

 

 

 

 

 

21)

lim

 

sin x −sin a

;

 

 

22)

lim

sinπx2

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x − a

 

 

 

 

 

 

sinπx3

 

 

 

 

 

 

 

 

x→a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x→1

 

 

 

 

 

 

 

 

23)

lim

 

 

cos x

 

 

;

 

 

 

24)

lim

x −1

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x −π / 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x→π

/ 2

 

 

 

 

 

 

 

x→1

sinπx

 

 

 

 

 

 

 

 

25)

lim sin(x − 2) ;

 

 

 

26)

lim sin x +sin1 ;

 

 

x→2

 

 

 

x2 − 4

 

 

 

 

 

 

 

 

x→−1

x +1

 

 

 

 

 

 

 

27)

lim cos 2x −cos 4

;

28)

lim ctg3 −ctgx ;

 

 

x→−2

 

 

 

 

4x +8

 

 

 

 

 

x→3

x −3

 

 

 

 

 

 

 

29) lim tg5 − tgx

;

 

 

 

 

 

30)

lim cos x −cos7

;

 

x→5

 

tg(x −5)

 

 

 

 

 

 

 

 

x→7

sin x −sin 7

 

31)

lim

1 + cos3x ;

 

 

 

32)

lim

| tg2x |

 

 

 

 

;

 

 

 

 

1 −cos 2x

 

 

x→π

/ 3

 

 

tg2 6x

 

 

 

 

 

 

 

 

x→0

 

 

122

33)

lim

 

1 − tgx

 

 

 

 

;

cos(x +π

/ 4)

 

 

x→π / 4

 

 

35)

lim

8cos3 x −1

;

 

 

x / 2 −π / 6

 

 

 

x→π / 3

 

 

 

 

37)

lim

 

8cos3 x −1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x→−π / 3 sin(x +π / 3)

 

39)

lim

ctgx −1

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x→π / 4

3 cos 2x

 

 

 

 

 

41)

lim

 

3 tgx −1

 

 

;

 

 

 

sin 2x −

 

 

 

 

 

x→π / 4

 

1

 

 

34)

lim

 

1 − 4sin

2 x

;

 

 

 

 

 

 

/ 6)

 

 

 

x→π / 6 sin(x −π

 

 

 

 

36)

lim

8sin3 x +1

;

 

 

 

 

 

6x +π

 

 

 

 

 

 

x→−π / 6

 

 

 

 

 

 

 

38)

lim (1 −sin x)tg2 x ;

 

 

x→π / 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

40)

lim sin

x + 4

ctg

πx

;

 

2

 

 

 

x→−4

2

 

 

 

 

 

42)

lim

3 sin x − 3

sin1

.

 

 

tgx −

tg1

 

 

 

 

x→1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.30. Используявторойзамечательныйпредел, найтиследующие пределы:

 

 

1 x

1) lim 1

+

 

 

;

 

x→∞

 

x +3

 

3) lim x +3 x+1 ; x→∞ x − 2

5) lim 4x −1 x−1 ; x→∞ 4x +1

7) lim(1 + cos x)−sec x ;

x→0

x2 +1 x

9) lim x2 2 ; x→∞ +

11) lim x[ln x −ln(x + 2)];

x→∞

2

13) lim 1 + x x ; x→0 x −1

15) lim x +1 2 x+3 ; x→∞ x +3

17) lim 2x[ln(x +1) −ln(2 + x)] ;

x→∞

1

19) lim(1 + tg2 x)x2 ;

x→0

21) lim(cos x)ctg2 x ;

x→0

1

23) lim(x + ex ) x ;

x→0

2)

 

−

4 5 x

lim 1

 

;

 

x→∞

 

x

 

4) lim 3x +1 2 x+1 ; x→∞ 3x −3

1

6) lim(1 +sin x)x ;

x→0

1− x

4x +1 1−x

8) lim ; x→∞ 4x − 2

10)

lim x[ln(x +3) −ln x];

 

x→∞

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

12)

lim(1 + 2x) x ;

 

 

x→0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x x+2

 

14)

lim

 

 

 

;

 

 

 

x→∞

x +3

 

 

 

 

 

2x −1 1−x

16) lim

 

 

 

 

 

;

 

 

 

 

x→∞

 

2x +3

 

18)

lim (sin 2x)tg2 2 x ;

 

x→π

/ 4

 

 

 

 

 

20)

lim(1 +3tg2 x)ctg2 x ;

 

x→0

 

 

 

22)

lim

(tgx)tg2 x ;

 

x→π / 4

 

 

 

24)

lim

ctg

x

tgx .

2

 

x→π / 2

 

 

123

3.31.

С помощью принципа замены эквивалентных вычислить пределы:

1)

lim

 

1 −cos x

;

2)

lim ln(1 +sin 4x)

;

 

xln(1 −3x)

 

x→0

 

 

 

x→0

esin 3x −1

 

 

3)

lim

 

arctg4x

;

 

4)

lim

esin 5 x −1

;

 

 

arcsin 2x

 

ln(1 + tg2x)

 

 

x→0

 

 

 

 

x→0

 

 

5) lim ln(2 −cos 4x) ; x→0 ln2 (1 +sin 2x)

7)

lim

 

1 + x + x2 −1

;

 

 

l−cos3x

 

 

 

 

x→0

 

 

 

 

 

9)

lim

sin

3 x ln(1 + 4x)

;

(e2 x

−1) 3

arcsin x

 

x→0

 

11) lim

1 + x2

−1

;

 

 

 

x(e4 x −1)

 

 

 

 

 

x→0

 

 

 

 

6) lim

4

1 + x2 −1

;

 

 

 

 

 

ln cos x

 

 

 

 

 

 

x→0

 

 

 

 

 

 

8)

lim

sin 2x + arcsin

2 4x −arctg2 5x

;

 

3x +1 −cos 2x

 

x→0

 

 

10) lim

1 −cos x2

 

 

;

 

xln(1 + arctg2x)

 

 

x→0

 

 

12) lim

ln(1 + x2 )

 

.

 

 

x(1 + 4x)2 − x

 

 

 

x→0

 

 

 

ТЕМА 4

НЕПРЕРЫВНОСТЬ ФУНКЦИИ.

ТОЧКИ РАЗРЫВА И ИХ КЛАССИФИКАЦИЯ

Функция f (x) называется непрерывной в точке x0 , если

lim f (x) = f (x0 ) .

x→x0

Функция f (x) непрерывна в точке x0 тогда и только тогда, когда

lim

f (x) = lim

f (x) = lim f (x) = f (x0 ) .

x→x0 −0

x→x0 +0

x→x0

Функция f (x) непрерывна на множестве X , если она непрерывна в ка-

ждой точке этого множества.

Функция f (x) называется непрерывной в точке x0 слева (справа), если

lim

f (x) = f (x0 )

lim f (x) = f (x0 )

)

.

x→x0 −0

 

(x→x0

+0

 

 

Если в точке

x0 функция не является непрерывной, то говорят, что она

имеет разрыв в точке x0 и точка x0 называется точкой разрыва.

Точка x0 называется точкой разрыва первого рода функции f (x) , если

пределы слева и справа ( lim f (x) и

lim

f (x) ) конечны. Если при этом

 

x→x0 +0

 

x→x0 −0

 

 

 

124