- •Змістовий модуль 5 вступ до математичного аналізу
- •Тема 5.1. Множини. Дійсні числа.
- •5.1.1. Основні поняття
- •5.1.2. Числові множини. Множина дійсних чисел
- •Тема 5.2. Функція
- •5.1.1. Поняття функції
- •5.2.2. Числові функції. Графік функції. Способи задання функцій
- •5.2.3. Основні характеристики функції
- •5.2.4. Обернена функція
- •5.2.5.Складна функція
- •5.2.6. Основні елементарні функції і їх графіки
- •Прикладами неелементарних функцій можуть служити функції
- •Тема 5.3. Послідовності
- •5.3.1. Числова послідовність
- •5.3.2. Границя числової послідовності
- •5.3.3. Граничний перехід в нерівностях
- •Тема 5.4. Границя функції
- •5.4.1. Границя функції в точці
- •5.4.2.Односторонні границі
- •5.4.3. Границя функції при х®¥
- •16.4.Нескінчено велика функція (н.В.Ф.)
- •Тема 5.5. Нескінченно малі функції (н. М. Ф.)
- •5.5.1. Означення і основні теореми.
- •5.2.2.Звязок між функцією, її границею і нескінченно малою функцією
- •5.5.3. Основні теореми про границі.
- •5.5.4. Ознаки існування границь
- •5.5.5. Перша чудова границя
- •5.5.6. Друга чудова границя
- •Тема 5.6.Еквівалентні нескінченно малі функції
- •5.6.1. Порівняння нескінченно малих функцій
- •5.6.2.Еквівалентні нескінченно малі і основні теореми про них
- •5.6.3.Застосування еквівалентних нескінченно малих функцій. Обчислення границь.
- •Тема 5.7. Неперервність функцій
- •5.7.4. Основні теореми про неперервні функції. Неперервність елементарних функцій
- •5.7.5 Властивості функцій, неперервних на відрізку
5.2.3. Основні характеристики функції
1.Функция
,
визначена
на множині
,
називається парною,
якщо
виконуються
умови
;
непарної якщо
виконується
умови
.
Графік
парної функції симетричний відносно
осі
,
а непарної – відносно початку координат.
Наприклад,
- парні
функції; а
–
непарні
функції ;
-
функції
загального вигляду, тобто не парні і не
непарні.
2.Нехай
функція
визначена
на множині
і
нехай
.
Якщо для будь-яких значень
аргументів з рівності
випливає нерівність :
,
то функція називається зростаючою
на
множині
;
,
то
функція називається неспадною
на
множині
;
,
то функція називається спадною
на
множині
;
,то
функція називається незростаючою
на множині
.
Рис.100
Наприклад, функція, задана графіком (див. рис. 100), спадає на інтервалі (-2; 1), неспадає на інтервалі(1; 5), зростає на інтервалі(3; 5).
Зростаючі, незростаючі, спадні і неспадні функції на множині називається монотонними на цій множині, а зростаючі і спадні – строго монотонними. Інтервали, в яких функція монотонна, називається інтервалами монотонності. На малюнку (вище) функція строго монотонна на (-2; 1) і (3; 5); монотонна на (1; 3).
3
.Функцию
,
визначену
на множині
,
називають обмеженою
на цій множині, якщо існує таке число
,
що для всіх
виконується нерівність
(короткий запис :
,
,
називається обмеженою на
,
якщо
:
.
Звідси випливає, що графік обмеженої
функції лежить між прямими
(див.
рис.101).
Рис.101
4.
Функція
,
визначена
на множині
,
називається періодичною
на
цій множині, якщо існує таке число
,
що при кожному
значення
.
При цьому число
називається
періодом
функції.
Якщо
- період
функції, то її періодами будуть також
числа
,
де
.
Так,
для
періодами будуть числа
.Основний
період (якнайменший
додатній)
– це період
.
Взагалі звичайно за основний період
беруть якнайменше додатне число
,
що задовольняє рівності
.
5.2.4. Обернена функція
Нехай
задана функція
з областю визначення
і
множиною значень
.
Якщо
кожному значенню
відповідає єдине
значення
,
то визначена функція
з областю визначення
і
множиною значень
.
(див. рис.102).
Рис.102
Така
функція
називається
зворотною
до
функції
і записується
в наступному вигляді :
.
Про функції
і
говорять, що вони є взаємно оберненими.
Щоб знайти функцію
,
обернену
до функції
,
достатньо розв’язати рівняння
щодо
(якщо це можливо).
Приклади :
1.Для
функції
оберненою
функцією є функція
;
2.Для
функції
,
[0;
1], оберненої не існує, оскільки одному
значенню у відповідає два значення х
(так,
якщо
=
то
=,
=).
З визначення оберненої функції випливає, що функція має обернену тоді і тільки тоді, коли функція задає взаємно однозначну відповідність між множинами і .Звідси випливає, що будь-яка строго монотонна функція має зворотну. При цьому якщо функція зростає (спадає), то обернена функція також зростає(спадає).
Звернимо увагу, що функція і обернена їй зображаються одній і тій же кривій, тобто графіки їх співпадають. Якщо ж умовитися, що, як завжди, незалежну змінну (тобто аргумент) позначити через х, а залежну змінну через , то функція обернена функції запишеться у вигляді
Це
означає, що точка
кривої
стає
точкою
кривої
Але
точки
симетричні щодо прямої
=
(див. рис. 103).
Тому графіки взаємно обернених функцій і симетричні щодо бісектриси першого і третього координатних кутів.
