- •Дисциплина «Математический анализ»
- •Раздел I. Введение в анализ
- •§1 Понятие множества. Теоретико-множественные отношения и операции. Декартово произведение.
- •Способы задания множеств
- •Теоретико-множественные отношения
- •Подмножества
- •Теоретико-множественные операции
- •§2 Множество действительных чисел.
- •§4. Основные свойства множества действительных чисел.
- •§3. Изображение действительных чисел на прямой.
- •§5. Модуль действительного числа.
- •Модуль действительного числа обладает свойствами:
- •§6. Числовые множества.
- •§7. Функции и их общие свойства.
- •§8. Действительная функция действительной переменной.
- •§9. Некоторые типы поведения действительных функций действительной переменной. Функции монотонные и кусочно-монотонные.
- •Функции четные и нечетные.
- •Периодические функции.
- •Функции ограниченные и неограниченные.
- •§10. Обратная функция.
- •§11. Числовые последовательности..
- •§12. Принцип вложенных отрезков.
- •§13. Бесконечные десятичные дроби.
- •§14. Предельная точка множества. Теорема Больцано-Вейерштрасса.
- •§15. Понятие предела числовой последовательности.
- •§16. Основные теоремы о пределах последовательностей.
- •§17. Предел монотонной последовательности. Число «e».
- •§18. Критерий Коши.
- •§19. Верхний и нижний пределы.
- •§20. Понятие предела функции.
- •§21. Основные теоремы о пределах функции в точке
- •§22. Предел функции по множеству. Предел на бесконечности.
- •§23. Первый замечательный предел.
- •§24. Второй замечательный предел.
- •§25. Бесконечно малые функции и их сравнения
- •§26 Бесконечно большие функции
§10. Обратная функция.
Пусть функция
отображает множество X
на множество Y. Тогда
каждому элементу
ставится
в соответствие один и только один элемент
и каждый элемент
является образом некоторого элемента
.
В общем случае различным элементам
может соответствовать один и тот же
элемент
.
Если же в отображении
оказывается, что каждый элемент
ставится в соответствие одному и только
одному элементу
то говорят, что между элементами множеств
X и Y
установлено взаимно однозначное
соответствие. Следовательно, при взаимно
однозначном соответствии мы имеем
отображение множества X
на множество Y, при котором
различным элементам множества X
отвечают различные элементы множества
Y. При этом, очевидно, можно
говорить об отображении
множества Y на множество
X, при котором каждому
элементу
ставится в соответствие единственное
такое, что y является
образом x в отображении
.
В этом случае функцию
называют обратимой, а функцию
- обратной функцией по отношению к
функции
и обозначают
.
Для действительной функции действительной
переменной
обратная
функция
будет, очевидно, также действительной
функцией действительной переменной.
Так как для функции
обратной будет функция
,
то функции называют взаимно обратными.
При этом одну из них (любую) называют
прямой функцией, а другую – ей обратной.
Ясно, что для взаимно обратных функций
справедливы соотношения
и
,
которые можно принять за определение
обратной функции.
Легко видеть, что отыскание аналитического
выражения обратной функции
сводится к решению уравнения вида
относительно x. Например,
для функции
обратной будет функция
.
Рассмотрим вопрос о графике обратной
функции в случае действительных функций
действительной переменной. Прямая
функция
и ей обратная функция
выражают один и тот же закон соответствия
между множествами X и Y.
Поэтому их графики совпадают. Если же
обратную функцию представить в обычно
принятых обозначениях (аргумент
обозначить через x, а
функцию через y, т.е. в виде
,
то график обратной функции
будет симметричен графику прямой функции
относительно биссектрисы первого и
третьего координатных углов, так как
оси Ox и Oy
меняются местами (рис.12). Графики прямой
функции
и ей обратной функции
изображены на рис.13.
Отметим еще, что если для прямой функции
областью определения является множество
X, а множеством значений
Y, то для обратной функции
областью определения будет множество
Y, а множеством значений
– X. Очевидно, что не всякая
функция имеет обратную.
![]()
![]()

![]()
![]()
![]()
![]()
![]()
![]()
![]()
![]()
Рис.12 Рис. 13
Лекция 7
§11. Числовые последовательности..
Определение. Функции (отображения),
для которых областью определения
является множество натуральных чисел
называются последовательностями.
Это означает, что каждому
по некоторому закону
поставлен в соответствие элемент
,
.
Значения последовательности называются
ее членами и записываются в порядке
роста натурального аргумента (номеров
членов):
,
элемент
– общим или
ым членом последовательности, а формула
- формулой общего члена последовательности.
Если областью значений Y
является множество
вещественных чисел, то последовательность
называется вещественной числовой.
Запишем простые примеры числовых последовательностей:
-

-
, -
.
Из последнего примера видно, что члены последовательности с различными номерами могут быть одинаковыми. В частности, последовательность, все члены которой одинаковы, называется стационарной.
Так
как числовая последовательность есть
частный случай действительной переменной,
то все понятия, относящиеся к общему
случаю, переносятся на числовые
последовательности. Так, числовая
последовательность называется
возрастающей, если
и убывающей, если
.
Аналогично определяются строго
возрастающая и строго убывающая числовые
последовательности. Так, среди
рассмотренных примеров числовых
последовательностей последовательность
с общим членом
строго убывает, а последовательность
с общим членом
строго возрастает. Как и для действительных
функций действительной переменной,
определяются понятия ограниченности,
границ и граней числовых последовательностей.
Пусть
задана произвольная последовательность
действительных чисел
.
Из нее можно выделить бесконечным числом
способов новую последовательность
,
где индекс
пробегает бесконечную строго возрастающую
последовательность натуральных чисел
. Последовательность с общим членом
называется подпоследовательностью
последовательности с общим членом
.
В частном случае
,
следовательно, сама последовательность
может рассматриваться как
подпоследовательность.
