- •Матанализ Конспект лекций
- •Лекция №1 Тема: Введение
- •Окрестности.
- •Модуль и основные неравенства.
- •Функция. Монотонность. Ограниченность.
- •Монотонные последовательности
- •Лекция №3 Тема: Последовательности Бесконечно малые последовательности
- •Свойства бесконечно малой последовательности.
- •Теоремы о пределах числовых последовательностей.
- •Лекция №4 Тема: Бесконечно большие последовательности .
- •Бесконечно большие последовательности.
- •Связь между бесконечно большими и бесконечно малыми величинами.
- •Основные теоремы о существование предела последовательности.
- •Лекция №6 Тема: Замечательные пределы Теорема
- •Первый замечательные пределы.
- •Односторонние пределы. Определение
- •Определение
- •Второй замечательный предел.
- •Лекция №7 Тема: Сравнение бесконечно больших и бесконечно малых.
- •Шкала бесконечности.
- •Показательные бесконечности.
- •Логарифмическая бесконечность
- •Основные эквивалентности.
- •Лекция №8 Тема: «Асимптотические формулы»
- •Непрерывность некоторых функций.
- •Лекция №9 Тема: «Точки разрыва»
- •Классификация точек разрыва функции.
- •Основные теоремы о непрерывных функциях.
- •Теоремы Вейштрасса.
- •Лекция №10 Тема: «Коши, производные»
- •Разность значений функций.
- •Обозначения:
- •Физический смысл производной.
- •Геометрический смысл производной.
- •Основные теоремы о производной.
- •Лекция №11 Тема: «Производные, дифференциал»
- •Дифференциал функции.
- •Гиперболические функции.
- •Лекция №12 Тема: «Линеаризация» Геометрический смысл дифференциала функции и уравнение касательной.
- •Линеаризация функции.
- •Приближенные вычисления и оценка погрешности вычисления.
- •Погрешности вычисления.
- •Изучение поведения функции при помощи первой производной.
- •Экстремумы функции.
- •Лекция №13 Тема: «Экстремумы»
- •Производная функции высшего порядка.
- •Лекция №14 Тема: Производная функции высшего порядка.
- •Правила Лопиталя.
- •Формулы Тейлора.
- •Свойства многочлена Тейлора.
- •Формула Тейлора с остаточным членом пеано.
- •Лекция №15 Тема: Пять основных разложений
- •Формула Тейлора с остаточным членом в форме Лангранджа.
- •Лекция №17 Тема: Асимптоты. Полное исследование функции. Асимптоты.
- •Необходимые и достаточные условия существования наклонной асимптоты.
- •Полное исследование функции.
- •Лекция №18
- •Оценка скорости сходимости.
- •Формула Тейлора с остаточным членом в форме Лангранджа в точке xn
- •Вектор функция. Параметрическая производная.
Связь между бесконечно большими и бесконечно малыми величинами.
Теорема:
1)an- бесконечно большая 1/an – бесконечно малая
2)т – бесконечно малая, n0 (n>N0) 1/n – бесконечно большая
Доказательство:
1)an- бесконечно большая lim an= для достаточно больших номеров n an0. Зададим любое сколько
n+
угодно малое ε>0, положим ε=1/ε>0
Для ε N1:n>N1 an>ε, то есть an>1/ε N=max{N1;N0}
Тогда n>N 1/an<ε, то есть lim 1/an=0, то есть 1/an – бесконечно малое
n+
2)n – бесконечно малое lim n=0
n+
Дано: n0, n>N0 зададим ε>0 положим ε=1/ε>0
N1:n>N1 n<ε=1/ε
N=max{N0;N1}: n>N 1/n=, то есть 1/n – бесконечно большая.
Основные теоремы о существование предела последовательности.
Теорема Вейрштрасса:
Пусть an- ограниченная и моннатонна. Тогда lim an=а<
n+
Лемма. Среднее арифметическое чисел больше среднего геометрического. Равенство достигается только если все числа равны.
Лекция №5
Тема: Бесконечно большие последовательности
Теорема:
lim(1-1/n)n=1/e e=2,7183
n+
0an=1-1/n1 nN, то есть an=(1-1/n)n- ограниченна.
n+1an=n+1(1-1/n)n1=n+1(1-1/n)(1-1/n)…(1-1/n)1<[1+(1-1/n)+…+(1-1/n)]/n+1=(n+1-n1/n)/n+1=n/n+1=1-1/n+1
n+1(1-1/n)n<1-1/n+1
(1-1/n)n<(1-1/n+1)n+1
an<an+1 nN последовательность возрастает и ограниченная.
(1-1/n)n – имеет конечный предел
lim(1-1/n)n=1/e
n+
Следствие
lim(1+1/n)n=e
n+
lim1/(1+1/n)n=(n/n+1)n=[1-1/(n+1)]n+1/ [1-1/(n+1)]=(1/e)/1=1/e
n+
lim[1/(1+1/n)n]=1/e
n+
lim(1+1/n)n=e
n+
Определение под последовательности
Пусть дана an зададим произвольный набор натуральных чисел таких, что
n1<n2<n3<…<nk<….
an1,an2,…,ank,…
Полученная последовательность называется под последовательностью и сходной последовательности.
an=(-1)n
{an}={-1;1;-1;1….}
n1=2;n2=4,….,nk=2k
{ank}={1,1,1,1…}
Теорема
Пусть последовательность an сходится, тогда последовательности
lim an=a {ank} – гас и lim
n+
lim ank=0
n+
Доказательство так как an – сходиться, то ε>0 N: n>N an-a<ε
ank; nk>N то есть ank-a<ε
Пример
an=(-1)n – не имеет предела
{a2n}={1,…,1,…,}
{a2n-1}={-1,….,-1,…}
имели бы тот же самый предел.
Предел функции.
Определение
Пусть y=f(x) определена в O(x0). Мы говорим, что функция f(x) имеет предел в при хх0 если ε>0 >0
x:0<x-x0< f(x)-b<ε
lim f(x)=b
xx
Через окрестности это определение записывается следующим образом
ε>0 >0 x0(x0)f(x)0ε(b)
Если lim f(x)=0, то f(x) наз бесконечно малой при xx0.
xx
Замечание. Необходимо указать в каком именно процессе f(x) бесконечно малое. Надо указать к какому числу а.
f(x)=x-1
1.x1 lim(x-1)=0, то есть y=x-1 бесконечно малое при x1
x1
2.x2 lim(x-1)=1, то есть y=x-1 не является бесконечно малой при x2
x1
Пример
f(x)=2x+1 x1
Докажем lim(2x+1)=3
x1
ε>0 >0 x:0<x-1< (2x+1)-3<ε
(2x+1)-3<ε
|x-1<ε/2
x1
Положим =ε/2
Теорема о бесконечно малом
1)(x);(x) – бесконечно малое xx0 (x)+(x) – бесконечно малое при xx0
2)(x);(x) – бесконечно малое при xx0
3)Если f(x) – ограниченна в O(x0) и (x) – бесконечно малое при xx0, то f(x);(x) – бесконечно малое при xx0
Доказательство (3)
Так как f(x) – ограниченна в O(x0), то С>0: xO(x0)|f(x)C;
Так как (x) – бесконечно малое при хх0, то ε>0 >0 x: 0<x-x0< (x)<ε ε1>0
Положим ε=ε1/c
>0 x: 0<x-x0|< f(x)(x)=f(x)a(x)<Cε=ε1 lim f(x)(x)=0, то есть f(x)a(x) – бесконечно малое при xx0
xx