- •1.Матрицы и операции над ними.
- •2.Определители и их свойства.
- •3.Ранг матрицы.
- •4.Обратная матрица
- •5.Решение систем линейных алгебраических уравнений по формуле крамера.
- •6.Решение систем линейных алгебраических уравнений матричным методом.
- •8.Линейные операции над векторами.
- •12. Смешанное произведение векторов.
- •13. Понятие о линейном векторном пространстве
- •14. Базис. Собственные числа. Собственные вектора.
- •10.Скалярное произведение вектора.
- •11. Векторное произведение векторов
- •15. Простейшие задачи на плоскости (деление отрезка в заданном соотношении, расстояние между двумя точками).
- •16. Прямая на плоскости. Расстояние от точки до прямой. Угол между прямыми.
- •19. Прямая в пространстве, канонические уравнения
- •20. Элементы теории множеств
- •1. Логические символы
- •2. Операции над множествами
- •21. Функция, область определения, способы задания. Сложная и обратная функции
- •22. Предел функции
- •23. Основные теоремы о пределах
- •24. Замечательные пределы
- •1. Пусть . Каждое значение X заключено между двумя положительными целыми числами:, где— это целая часть X.
- •2. Пусть . Сделаем подстановку, тогда
- •25. Бесконечно малые и бесконечно большие функции и их свойства
- •28. Производная и дифференциал функции одной переменной.
- •30. Правила вычисления производных (диффиринцирования).
- •31. Таблица производных.
- •32.Производная сложных и обратных функций.
- •Геометрический смысл дифференциала
- •36. (Правило Лопиталя).
- •39. Понятие экстремума, основные теоремы.
- •Необходимое условие экстремума
- •Первое достаточное условие экстремума
- •Второе достаточное условие экстремума
- •40. Выпуклость и вогнутость, точки перегиба, асимптоты.
- •Теоремы о выпуклости функции и точках перегиба
- •41. Исследование функции и построение графика.
- •42. Наибольшее и наименьшее значение функции, непрерывной на отрезке.
- •44. Неопределенный интеграл, свойства.
- •45. Таблица интегралов
- •46. Основные методы интегрирования.
- •Свойства
- •49. Замена переменной, интегрирование по частям.
22. Предел функции
Определение предела по Коши. Число A называется пределом функции f (x) в точке a, если эта функция определена в некоторой окрестности точки a за исключением, быть может, самой точки a, и для каждого ε > 0 существует δ > 0 такое, что для всех x, удовлетворяющих условию |x – a| < δ, x ≠ a, выполняется неравенство |f (x) – A| < ε.
Определение
предела по Гейне. Число A называется пределом
функции f (x) в
точке a,
если эта функция определена в некоторой
окрестности точки a за
исключением, быть может, самой точки a,
и для любой последовательности
такой,
что
сходящейся
к числуa,
соответствующая последовательность
значений функции
сходится
к числуA.
23. Основные теоремы о пределах
Теорема 1. (о предельном переходе в равенстве) Если две функции принимают одинаковые значения в окрестности некоторой точки, то их пределы в этой точке совпадают.
Þ ![]()
.
Теорема 2. (о предельном переходе в неравенстве) Если значения функции f(x) в окрестности некоторой точки не превосходят соответствующих значений функции g(x) , то предел функции f(x) в этой точке не превосходит предела функции g(x).
Þ ![]()
.
Теорема 3. Предел постоянной равен самой постоянной.
.
Доказательство. f(x)=с, докажем,
что
.
Возьмем произвольное e>0. В качестве d можно взять любое
положительное
число. Тогда при ![]()
.
Теорема 4. Функция не может иметь двух различных пределов в
одной точке.
Доказательство. Предположим противное. Пусть
и
.
По теореме о связи предела и бесконечно малой функции:
f(x)-A=
-
б.м. при
,
f(x)-B=
-
б.м. при
.
Вычитая
эти равенства, получим:![]()
B-A=
-
.
Переходя
к пределам в обеих частях равенства при
,
имеем:
B-A=0, т.е. B=A. Получаем противоречие, доказывающее теорему.
Теорема
5. Если
каждое слагаемое алгебраической суммы
функций имеет предел при
,
то и алгебраическая сумма имеет предел
при
,
причем предел алгебраической суммы
равен алгебраической сумме пределов.
![]()
![]()
![]()
.
Доказательство. Пусть
,
,
.
Тогда, по теореме о связи предела и б.м. функции:
где
-
б.м. при
.
Сложим алгебраически эти равенства:
f(x)+g(x)-h(x)-(А+В-С)=
,
где
б.м.
при
.
По теореме о связи предела и б.м. функции:
А+В-С=![]()
![]()
.
Теорема 6. Если
каждый из сомножителей произведения
конечного числа функций имеет
предел при
,
то и произведение имеет предел при
,
причем предел произведения равен
произведению пределов.
![]()
![]()
.
Следствие. Постоянный множитель можно выносить за знак предела.
![]()
![]()
.
Теорема 7. Если
функции f(x) и g(x) имеют
предел при
,
причем
,
то и их частное имеет предел при
,
причем предел частного равен частному
пределов.
,
.
24. Замечательные пределы
Замеча́тельные преде́лы — термин, использующийся в советских и российских учебниках по математическому анализу для обозначения некоторых широко известных математических тождеств со взятием предела. Особенно известны:
Первый замечательный предел:
![]()
Второй замечательный предел:
![]()
Первый замечательный предел
![]()
Доказательство

Рассмотрим односторонние
пределы
и
и
докажем, что они равны 1.
Пусть
.
Отложим этот угол на единичной окружности
(
).
Точка K —
точка пересечения луча с окружностью,
а точка L —
с касательной к единичной окружности
в точке
.
ТочкаH —
проекция точки K на
ось OX.
Очевидно, что:
(1)
(где
—
площадь сектора
)
![]()
![]()
![]()
(из
:
)
Подставляя в (1), получим:
![]()
Так
как при
:
![]()
Умножаем
на
:
![]()
Перейдём к пределу:
![]()
![]()
![]()
Найдём левый односторонний предел:

Правый и левый односторонний пределы существуют и равны 1, а значит и сам предел равен 1.
Следствия
Доказательство следствий
![]()


![]()
Второй замечательный предел
или ![]()
Доказательство второго замечательного предела:
Доказательство для натуральных значений x
Докажем
вначале теорему для случая
последовательности ![]()
По
формуле бинома Ньютона: ![]()
Полагая
,
получим:
![]()
(1)
![]()
Из
данного равенства (1) следует, что с
увеличением n число положительных
слагаемых в правой части увеличивается.
Кроме того, при увеличении n число
убывает,
поэтому величины
возрастают.
Поэтому последовательность
—возрастающая,
при этом
(2).
Покажем, что она ограничена. Заменим каждую скобку в правой части равенства на единицу, правая часть увеличится, получим неравенство
![]()
Усилим полученное неравенство, заменим 3,4,5, …, стоящие в знаменателях дробей, числом 2:
.
Сумму в скобке найдём по формуле суммы членов геометрической прогрессии:
.
Поэтому
(3).
Итак,
последовательность ограничена сверху,
при этом
выполняются
неравенства (2) и (3):
.
Следовательно,
на основании теоремы Вейерштрасса (критерий
сходимости последовательности)
последовательность
монотонно
возрастает и ограниченна, значит имеет
предел, обозначаемый буквойe.
Т.е. ![]()
![]()
Зная, что второй
замечательный предел верен для
натуральных значений x, докажем второй
замечательный предел для вещественных
x, то есть докажем, что
.
Рассмотрим два случая:
