- •Числовая последовательность и ее предел.
- •Предел функции. Арифметические операции над функциями, имеющими предел.
- •Бесконечно большие и бесконечно малые функции. Замечательные пределы.
- •Теорема Ферма. Теорема Ролля.
- •Правило Лопиталя.
- •Локальный экстремум функции. Необходимый признак существования экстремума функции в точке. Первый и второй достаточные признаки.
- •Асимптоты функции. Порядок исследования графика функции.
- •Первообразная и неопределенный интеграл. Таблица элементарных интегралов. Свойства неопределенного интеграла.
- •Интегрирование методом замены переменной. Интегрирование по частям. Возвратные интегралы.
- •Интегрирование рациональных функций; тригонометрических выражений и универсальная тригонометрическая подстановка; интегрирование дробно-линейных иррациональных функций.
Правило Лопиталя.
Раскрытие неопределённости вида 0/0 . Теорема
Пусть
две функции f(x)
и g(x)
определены и дифференцируемы всюду в
некоторой окрестности точки а, за
исключением,быть может,самой точки а.
Пусть, далее,
и производная g’(x)
отлична от нуля всюду в указанной выше
окрестности точки а. Тогда, если существует
(конечное или бесконечное) предельное
значение
,
то существует и предельное значение
,
причём справедлива формула
=
.
Раскрытие
неопределённости вида
.
Будем
говорить,что отношение двух функций
представляет собой при x→a
неопределённость вида
,
если
для раскрытия этой неопределённости,т.е.
для вычисления предельного значения
,
справедливо утверждение, совершенно
аналогичное Теореме,
а
именно: если в формулировке Теоремы
заменить
требование
на условие
,
то Теорема
останется
справедливой.
Раскрытие
неопределённостей других видов. Кроме
изученных выше не неопределённостей,часто
встречаются неопределённости следующих
видов: 0∙∞, ∞-∞,
,
,
.
Все эти неопределённости сводятся к
изученным выше двум неопределенностям
путём алгебраических преобразований.
Покажем это, например, по отношению к
последним трём из указанных выше
неопределённостей. Каждая из этих
неопределённостей имеет вид y=
,
где при x→af(x)
стремится соответственно к 1,0 или ∞,
ag(x)
стремится соответственно к ∞,0 или 0.
Критерий постоянства функции на промежутке. Признак монотонности функции. Для того чтобы дифференцируемая на интервале (a,b) функция f(x) не убывала (не возрастала) на этом интервале, необходимо и достаточно, чтобы производная этой функции f’(x) была неотрицательна (неположительна) всюду на этом интервале. (2)Таким образом, изучение вопроса об участках монотонности дифференцируемой функции f(x) сводится к исследованию знака первой производной этой функции.
Локальный экстремум функции. Необходимый признак существования экстремума функции в точке. Первый и второй достаточные признаки.
Определение. Говорят,что функция f(x) имеет в точке с локальный макисмум(минимум),если найдётся такая окрестность точки с,в пределах которой значение f(c) является наибольшим (наименьшим) среди всех значений этой функции. Теорема. Если функция f(x) дифференцируема в точке с и имеет в этой точке локальный экстремум, то f’(c)=0.
Необходимое условие экстремума дифференцируемой функции: если функция f(x) дифференцируема в точке с и имеет в этой точке экстремум,то f’(c)=0.
Первое достаточное условие экстремума.Теорема. Пусть точка с является точкой возможного экстремума функции f(x),и пусть функция f(x) дифференцируема всюду в некоторой окрестности точки с.Тогда, если в пределах указанной окрестности производная f’(x) положительна (отрицательна) слева от точки с и отрицательна (положительна) справа от точки с,то функция f(x) имеет в точке с локальный максимум(минимум).Если же производная f’(x) имеет один и тот же знак слева и справа от точки с,то экстремума в точке с нет.
Второе достаточное условие экстремума. Теорема. Пусть функция f(x) имеет в данной точке с возможного экстремума конечную вторую производную. Тогда функция f(x) имеет в точке с максимум, если (c)<0, и минимум, если (c)>0.
Выпуклость функции на интервале. Признак сохранения функцией направления выпуклости на интервале. Определение. Будем говорить, что график функции y=f(x) имеет на интервале (a,b) выпуклость, направленную вниз (вверх),если график этой функции в пределах указанного интервала лежит не ниже(не выше) любой своей касательной. Замечание. Термин «график лежит не ниже(не выше) своей касательной» имеет смысл,ибо касательная не параллельна оси Oy. Теорема. Если функция y=f(x) имеет на интервале (a,b) конечную вторую производную и если эта производная неотрицательна(неположительна) всюду на этом интервале, то график функции y=f(x) имеет на интервале (a,b) выпуклость, направленную вниз(вверх). Теорема. Пусть вторая производная функции y=f(x) непрерывна и положительна(отрицательна) в точке с. Тогда существует такая окрестность точки с,в пределах которой график функции y=f(x) имеет выпуклость, направленную вниз(вверх). Таким образом, напраление выпуклости графика функции полностью характеризуется знаком второй производной этой функции.
Точка перегиба. Необходимое условие существования точки перегиба функции, имеющей конечную вторую производную. Первый и второй достаточные признаки точки перегиба.
Определение. Точка M (c,f(c)) графика функции y=f(x) называется точкой перегиба этого графика, если существует такая окрестность точки с оси абсцисс,в пределах которой график функции y=f(x) слева и справа от c имеет разные направления выпуклости.
Необходимое
условие существования точки перегиба
функции, имеющей конечную вторую
производную.Теорема. если
функция y=f(x)
имеет в точке с вторую производную и
график этой функции имеет перегиб в
точке M(c,f(c)),
то
(c)=0.
Первое достаточное условие перегиба.Теорема. пусть функция y=f(x) имеет вторую производную в некоторой окрестности точки с и (с)=0.Тогда,если в пределах указанной окрестности вторая производная (x) имеет разные знаки слева и справа от с,то график этой функции имеет перегиб в точке M(c,f(c)).
Второе
достаточное условие перегиба.Теорема.
Если
функция y=f(x)
имеет в точке с конечную третью производную
и удовлетворяет в этой точке условиям
(c)=0,
(c)≠0,
то график этой функции имеет перегиб в
точке M(c,f(c)).
