Если последовательность Хn монотонна и ограничена, то она имеет предел (сходится)

7 Если последовательность Хn монотонна и ограничена, то она имеет предел (сходится).

Cвойства пределов:

если Хn=С то lim Xn=C

n→∞

пусть lim Xn=A, a lim Yn=B тогда lim (Xn±Yn)=A±B

n→∞ n→∞ lim (Xn*Yn)=A*B

lim (Xn/Yn)=A/B ; B≠0

если Xn≤Yn для n∈N то lim Xn ≤ lim Yn

n→∞ n→∞

8 Eсли Хn сходится (имеет предел) то Хn ограничена

Последовательность Xn; n∈N наз. ограниченной если существует положительное число М, что выполняется нер-во | Xn |≤M; n∈N

Если lim Xn=0, то Xn; n∈N наз. БМВ обознач (αn,βn,γn)

n→∞

Св-ва БМВ:

lim αn=0

n→∞

lim (αn±βn)=0

n→∞

lim (Xn*αn)=0; если Xn-ограничена

n→∞

В произведении БМВ можно заменять на эквивалентную БМ. В алгебраической сумме замену можно производить в том случае если не происходит сокращения БМ одного порядка с Х:

sin X ~ X eЄ-1 ~ a

tg X ~ X (1+x)Є ~ ax

1 – cos X ~ XІ/2 arctg X ~ X

LOGe(1+X) ~ X xЄ-1 ~ aLNx

9 Сумма эл-тов числовой последовательности наз. числовым рядом.

Сумма n членов ряда – n частичная сумма ряда

Если при n→∞ lim Sn=S, то ряд сходящийся, S сумма ряда .

Ряд наз. сходящимся если сущ. конечный предел последовательности его частичных сумм.

Прим:

при каких q сходится и расходится ?

сходится к сумме S=a/1-q при | q |0

Признак Лейбница:

Если члены ряда (знакопер) убывают а1>a2>a3>…An и

предел Аn при n→∞ =0 то ряд сходится

пример 1-1/2+1/3-1/4…+(-1)(n-1)*1/n

13 Имеет место функциональная зависимость между двумя переменными величинами х и у если задан закон y=f(x), согласно которому каждому х∈Х соответствует значение y∈Y. х-аргумент

y=kx+b – линейная ф-ия

y=axІ+bx+c – квадратичная ф-ия

Обратная ф-ия – ф-ия x=φ(y) наз. обратной ф-ией к прямой ф-ии y=f(x) если x=φ(f(x)) для всех х∈Х

Графики взаимно обратных ф-ий симметричны относительно прямой у=х.

y=XЄ и y=LOGxA – примеры

14 Число B называется пределом ф-ии в f(x) при x, стремящемуся к x0 (или в точке x0) если для любого, сколь угодно малого положительного числа ε>0, найдётся такое положительное число δ(ε)>0 что для всех х не равных х0 и удовлетворяющих условию | x-x0 |=0 и –x при x=0 из определения(|x|=max{x, -x})

2)-|x|, существует предел lim_y0x/y=1/(lim_y0y/x)=1/f'(x). Этим формула [1] доказана. Примечание: Если f'(x)0 непрерывна на (a,b), то g'(y) непрерывна на (A,B). Это следует из [1], где можно положить x=g(y): g'(y)=1/f'[g(y)] (y(A,B)). Ведь сложная функция f'[g(y)], состоящая из непрерывных функций f' и g, непрерывна.

Основные формулы:

Для сложных функций:

В20.Производная сложной функции. Логарифмическая производная. Производная функции,заданной неявно.

Теорема №1: Если функция x=(t) имеет производ­ную в точке t, а функция y=f(x) имеет производную в точке х, то сложная функция у=F(t)=f[(t)] (1) имеет производную (по t) в точке t и справедлива равен­ство F'(t)=f'(x)'(t) (2) или y'_t=y'_xx'_t (3) Доказательство: Зададим t, ему соответствует значение х=(t). Придадим t приращение t0. это вызовет приращение x=(t+t)– (t). Так как функ­ция y=f(x) имеет производную в точке х, то на осно­вании равенства f'(x)=lim_(x0)y/x=lim_(x0)f(x+x)–f(x)/x, имеем

y=f'(x)x+(x)x (4), где (x)0 при х0. Будем считать, что (0)=0. Равенство (4) при этом соглашении выполняется, т.к. если подставить в него x=0, то получится 0=0. Разделим теперь равенство (4) на t0: y/t=f'(x)(x/t)+ (x)(x/t) (5). Пусть t0. Тогда, потому что функция x(t)(t) имеет производную в точке t и, =>, непрерывна. Переходим в равенстве (5) к пределу при t0. Тогда x0 и (x)0, поэтому получим y'_t=f'(x)x'(t)+0x'(t)=f'(x)x'(t)=y'_xx'_t. Теорема доказана.

Формула (1) может быть усложнена. Например, если – z=f(y), y=(x), x=() и все три функции имеют производные в соответствующих точках, то z'_=z'_yy'_xx'_

Логарифмическое дифференцирование

Если требуется найти из уравнения , то можно:

а) логарифмировать обе части уравнения ;

б) дифференцировать обе части полученного равенства, где есть сложная функция от х, .

в) заменить его выражением через х .

Пример:

§6. Метод логарифмического дифференцирования.

5. Дифференцирование неявных функций Пусть уравнение определяет как неявную функцию от х. а) продифференцируем по х обе части уравнения , получим уравнение первой степени относительно ; б) из полученного уравнения выразим .

Пример:.

В21.Приращение и дифференциал функции одной переменной.Условия существования диффренциала. Инвариантность форм записи дифференциала первого порядка.

Дифференциал функции:

Пусть функция y=f(x) дифференцируема в точке х: т.е. для её прира­щения у в этой точке выполняется равенство [2]. Тогда у есть сумма двух слагаемых. Первое из них A x про­порционально x, а в таких случаях говорят, что оно есть линейная однородная функция от х. Второе – о(х)_x0 является бесконечно малой функцией высшего порядка малости сравнительно с x. Если А0, то второе сла­гаемое стремится к нулю при x0 быстрее, чем пер­вое. В связи с этим первое слагаемое A x=f'(x)x наз. главным членом приращения y. Это слагаемое называют дифференциалом функции и обозначают символом dy. Итак, по определению dy=df=f'(x)x. На (рис. 47) изображен график Г функции y=f(x);

Т –касательная к Г в точке A, имеющей абсциссу х; f'(x)=tg, где  – угол, образованный касательной с осью х; dy=f'(х)x=tgx=CD, DB=y–dy=o(x)_x0. Таким образом, дифференциал функции у в точке х, соответствующий приращению x, есть приращение ординаты точки, ле­жащей на касательной (dy=CD). Вообще говоря, dyy, ибо y=dy+ o(x)_x0, а второй член этой суммы, вообще говоря, не равен нулю. Только для линейной функции у=Ах+В имеет место ра­венство у=А x=dy для любого х. В частности, для у=х, dy=dx=x т.е. дифференциал и приращение независимой переменной равны между собой (dx=x). По­этому дифференциал произвольной функции f обычно записывают так: dy=f'(x)dx, откуда f'(x)=dy/dx,

т.е. производная функции f в точке х равна отношению дифференциала функции в этой точке к дифференциалу независимой переменной х.

Это объясняет, что выражение dy/dx употребляется как символ для обозначения произ­водной. Надо иметь в виду, что дифференциал dx независимой переменной не зависит от х, он равен x – произвольному приращению аргумента х. Что же касается дифференциала dy функции у (отличной от х), то он зависит от х и dx. Отметим формулы:

d(u)=dud [3]; d(u)=ud+du [4]; d(cu)=cdu (c – постоянная) [5]; d(u/)=(du–ud)/² (при 0) [6]; где предполагается, что u и  – дифференцируемые функции в рассматриваемой точке х. Например, формула [6] доказывается так:

Определение: Пусть y=f(x) определена в некоторой О(х₀) – она называется дифференцируемой в точке х₀, если её приращение в этой точки представимо в виде:

∆y=∆f(x₀)=A∆x+(∆x)∆x)¹

(0)=0 A=const

Определение: линейная ∆х часть приращение дифференцируемой функции называется дифференциалом функции в точке х₀:

dy=df(x₀)A∆x

Теорема: Если функция дифференцируема в точке х₀ то A=f’(x₀), то она имеет производную в этой точке, то A=f’(x₀); наоборот если функция имеет производную в этой точке, то она дифференцируема в этой точке – называется дифференциалом.

Доказательство: Пусть y=f(x) дифференцируема в точке х₀, то есть в некоторой О(х₀) справедливо равенство ∆f(x₀)=A∆x+(∆x)∆x¹; (0)=0. Поделим обе части этого равенства на ∆х и приведём к пределу при ∆х0:

lim(∆f(x₀))/∆x=lim(A+(x))=A. Этот предел существует, меньше , тогда по определению этот предел есть

^∆x