- •Раздел 1
- •Раздел 2
- •Примеры
- •1. Если функции и непрерывны в точке , то их сумма , произведение и частное (при условии ) являются функциями, непрерывными в точке .
- •2. Если функция непрерывна в точке и , то существует такая окрестность точки , в которой .
- •15 Вопрос Задача о касательной
- •18 Вопрос Производная сложной функции
- •19 Вопрос Производная обратной функции
- •21 Вопрос
- •25 Вопрос Общая схема исследования функции и построения ее графика.
- •29 Вопрос
- •38 Вопрос Свойства определенного интеграла
21 Вопрос
Теорема
(правило Лопиталя).
Пусть функции f(x) и g(x) дифференцируемы
в некоторой окрестности точки a,
за исключением, быть может, самой точки a,
и пусть
или
.
Тогда, если существует предел отношения
производных этих функций
,
то существует и предел отношения самих
функций f(x)/g(x) при x→а, причем
|
|
(1) |
Таким образом, коротко правило Лопиталя можно сформулировать следующим образом: предел отношения двух бесконечно малых или двух бесконечно больших величин равен пределу отношения их производных.
Замечание. Отметим, что формула (1) справедлива только в том случае, если предел, стоящий справа, существует. Может случиться, что предел, стоящий слева существует, в то время как предел, стоящий в правой части равенства, не существует.
Например,
найти
.
Этот предел существует
.
Но отношение производных (1+cosx)/1=1+cos x при x→∞
не стремится ни к какому пределу.
Заметим, что если отношение производных опять представляет собой неопределенность вида 0/0 или ∞/∞, то можно снова применить сформулированную теорему, то есть перейти к отношению вторых производных и так далее.
Вспомним, что к этим двум случаям сводятся случаи других неопределенностей: ∞·∞; 0·∞.
Для раскрытия неопределенностей 1∞, 10, ∞0 нужно прологарифмировать данную функцию и найти предел ее логарифма.
22 вопрос Для максимумов и минимумов есть общее название – экстремумы. Соответственно точки максимума и точки минимума называются точками экстремума.
Очевидно, что функция, определенная на отрезке, может иметь максимум и минимум только в точках, находящихся внутри этого отрезка. Нельзя также путать максимум и минимум функции с ее наибольшим и наименьшим значением на отрезке – это понятия принципиально различные.
В точках экстремума у производной есть особые свойства.
Теорема
(необходимое условие экстремума).
Пусть в точке
функция
имеет экстремум. Тогда либо
не существует, либо
.
Доказательство.
Предположим,
что функция
имеет в точке
максимум.
Тогда при достаточно
малых
при любом знаке
верно неравенство:
,
т.е.
.
Тогда:
и
.
По
определению производной в точке
:
(если такой предел существует). Т.е. если
,
но
,
то
,
а если
,
но
,
то
.
Возможно это только в тех случаях, если
или если
не существует. Теорема
доказана.
23
вопрос
Функция f ( x )
называется выпуклой на
интервале ( a, b ),
если её график на этом интервале
лежит ниже касательной,
проведенной к кривой y = f ( x )
в любой точке ( x0 ,
f ( x0 )
), x0
( a, b ).
Функция f ( x )
называется вогнутой на
интервале ( a, b ),
если её график на этом интервале
лежит выше касательной,
проведенной к кривой y = f ( x )
в любой точке ( x0 ,
f ( x0 )
), x0
( a, b ).
Достаточное условие вогнутости ( выпуклости ) функции.
Пусть функция f ( x ) дважды дифференцируема ( имеет вторую производную ) на интервале ( a, b ), тогда:
если f '' ( x ) > 0
для любого x
( a, b ), то функция f ( x )
является вогнутой на интервале
( a, b );
если
f '' ( x ) < 0
для любого x
( a, b ), то функция f ( x )
является выпуклой на интервале
( a, b ) .
Точка, при переходе через которую функция меняет выпуклость на вогнутость или наоборот, называется точкой перегиба. Отсюда следует, что если в точке перегиба x0 существует вторая производная f '' ( x0 ), то f '' ( x0 ) = 0.
24
вопрос
Асимптотой
графика функции
называется прямая, обладающая тем
свойством, что расстояние от точки
до этой прямой стремится к нулю при
неограниченном удалении точки графика
от начала координат.
Различают вертикальные (рис. 6.6 а), горизонтальные (рис. 6.6 б) и наклонные (рис. 6.6 в) асимптоты.

На рис. 6.6а изображена вертикальная асимптота.
На рис 6.6б – горизонтальная асимптота.
На рис. 6.6в – наклонная асимптота.
Теорема
1. В точках
вертикальных асимптот (например,
)
функция
терпит разрыв, ее предел слева и справа
от точки
равен
:
и (или)
.
Теорема
2. Пусть
функция
определена при достаточно больших
и существуют конечные пределы
и
.
Тогда прямая
является наклонной асимптотой графика
функции
.
Теорема
3. Пусть
функция
определена при достаточно больших
и существует предел функции
.
Тогда прямая
есть горизонтальная асимптота графика
функции
.
Горизонтальная
асимптота является частным случаем
наклонной асимптоты, когда
.
Поэтому, если в каком-либо направлении
кривая имеет горизонтальную асимптоту,
то в этом направлении нет наклонной, и
наоборот.
