Замечательные пределы (1)
Замечательные пределы.
При вычислении пределов функций при х → х0 или х → ∞ часто возникают проблемы из-за того, что функция не определена при х → х0 (х → ∞).
Первым примером такой функции является функция .
Первым замечательным пределом называется предел этой функции при х → 0:
(1)
Пример 1.
Вычислить предел функции при х → 0.
Решение. Подставляя значение аргумента х = 0 в заданную функцию, видим что функция в заданной точке не определена (имеет неопределенность вида ). Для нахождения предела заданной функции попробуем привести ее к первому замечательному пределу. Используя формулу преобразования тригонометрических функций , получим:
дальнейшие преобразования проведем с использованием основных теорем о пределах.
Второй сомножитель в полученном выражении совпадает с формулой (1). Первый сомножитель так же эквивалентен формуле (1) так как может быть записан в виде: , где z = 2х.
Пример 2.
Найти:
Задание: найти пределы, используя первый замечательный предел и эквивалентность бесконечно малых величин:
=
2.
3.
4.
Второй замечательный предел.
Рассмотрим числовую последовательность: .
Если вычислять значения членов последовательности при натуральных значениях номера n числовой последовательности, то получим:
у1 = 2; у2 = 2,25; у3 = 2,37; у4 = 2,441; у5 = 2,488; … … у10 = 2,59; … у50 = 2,69; у100 = 2,71.
Из приведенных значений видно, что числовая последовательность является монотонной неубывающей. Это обусловлено увеличением показателя степени при увеличении номера n числовой последовательности. Если рассматриваемую последовательность представить (по формуле бинома Ньютона) в виде (n + 1) слагаемых, то можно показать, что эта последовательность ограничена сверху.
Ограничение возрастания рассматриваемой числовой последовательности обусловлено стремлением к единице основания степени при увеличении номера n числовой последовательности.
Данная числовая последовательность имеет предел:
. (2)
Формулу (2) называют вторым замечательным пределом.
Число е в математике еще называют числом Эйлера, неперовым числом. Число е является иррациональным и с точностью до шестой значащей цифры оно равно
е = 2,71828….
Если рассматривать числовую последовательность как значения некоторой функции при x = n, то получим другую запись второго замечательного предела:
(3)
Причем этот предел равен е при х → +∞ и при х → –∞, и формулу (3) можно записать в виде:
(4)Если в формуле (3) произвести замену независимой переменной (при х → ∞, z → 0) получим еще одну форму записи второго замечательного предела:
(5)
Пример 3.
Вычислить предел функции .
Решение. Для решения приведем данный предел ко второму замечательному пределу в записи формулы (4).
1. Умножим числитель и знаменатель дроби на 2 и числитель почленно разделим на знаменатель:
.
2. Сделаем замену переменной и решим по формуле (5):
.
Предел последовательности. Предел функции одной переменной. Замечательные пределы.
Предел последовательности. Предел функции одной переменной. Замечательные пределы.
- Учебные пособия:
- Методические указания к выполнению домашнего задания. «Введение в анализ. Теория пределов. Часть2». МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2013
- Методические указания к выполнению домашнего задания. «Введение в анализ. Теория пределов. Часть1». МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2013
- Лекции по математическому анализу. «Элементарные функции и пределы». МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2013
- Пределы. {100}$
- С.В. Иванова. Формула Тейлора и ее приложения к вычислению пределов функций. МФТИ. 2011
- Классические учебники:
- Курс математического анализа. Тер-Крикоров А.М., Шабунин М.И., 3-е издание, 2001. Но лучше найти 6-е издание (электронное) 2015 года. Издательство Лаборатория знаний.
- Л.Д. Кудрявцев. Краткий курс Математического анализа.
- Математический анализ С.С.Акбаров
- Книги и учебники c mathsolution.ru
- Учебники по математическому анализу с EqWorld
- Зорич В. А. Математический анализ. Часть I. – XVI + 664 стр. и Часть II. – XIV + 794 стр. – Изд. 4-е, испр. – М.: МЦНМО, 2002.
- Интернет-ресурсы:
- Сайт Александра Емелина mathprofi. {-\frac{1}{2}}$ = {06}⇒ $ab \frac{1}{\sqrt{ab}}$ = $\sqrt{ab}$
Калькулятор пределов
Если математические задания вызывают у вас головную боль, калькулятор пределов поможет вам быстрее найти правильные ответы. Нахождение предела функции — непростая задача и часто заставляет студентов тратить много времени и сил. Используя этот инструмент, вы легко решите задачи, включающие двусторонние или односторонние пределы заданной функции в заданной точке (в том числе в бесконечности). Все, что вам нужно сделать, это заполнить необходимые поля. Некоторые калькуляторы покажут вам пошаговый алгоритм, другие просто дадут окончательный ответ. Выберите удобный для вас вариант. Некоторые дорожные сборы являются платными, другие — бесплатными. Для решения более сложных математических задач или получения подробного описания алгоритмов, используемых в процессе, вы можете нанять опытного помощника.
Калькулятор пределов: облегчим вашу студенческую жизнь
У всего есть пределы. Согласно одной из школ мысли, даже наша Вселенная тоже имеет предел. Поэтому нет ничего удивительного в том, что вам может не хватать навыков для решения сложных математических задач. Важным навыком является умение найти эффективную альтернативу борьбе с математической задачей, которую вы не можете решить. Воспользовавшись помощью надежного сервиса, вы можете нанять математика, который поможет вам со всевозможными заданиями. В случае, если вы изо всех сил пытаетесь найти предел функции, ваш помощник будет более эффективным способом справиться с этой задачей, чем использование калькулятора пределов. Вы получите подробные разъяснения и возможность быстрее справляться с подобными заданиями в будущем. Несмотря на то, что это не бесплатный вариант, который вы можете использовать, он может стать хорошей инвестицией в ваше будущее. Кроме того, всегда есть шанс заплатить меньше, если сделать заказ заранее. Одним словом, есть много способов, которыми вы можете извлечь выгоду из найма математика, который вам поможет. Вот некоторые из преимуществ принятия этого решения:
Повышение квалификации . Когда вы просто получаете ответ на проблему, вы не приобретаете никаких новых знаний. Работая над математической задачей вместе со своим помощником, вы получите возможность понять логику алгоритма. Возможно, вы понятия не имеете, зачем кому-то нужно найти предел функции. Однако, как только вы это сделаете, поиск правильного ответа станет более захватывающим. Задавайте вопросы своему ассистенту и получайте ценные советы, которыми ваш учитель не делится с вами.
Экономия времени . Понятно, что сотрудничество с опытным специалистом поможет вам сэкономить время на математических заданиях. Все мы сталкивались с ситуацией, когда одна проблема отнимает все свободное время. Вы можете пытаться решить ее снова и снова, но ничего не получается. Уровень мотивации снижается, а уровень раздражения повышается. Воспользуйтесь возможностью онлайн-обучения и помощи с заданиями, чтобы избежать этого неприятного опыта. Обилие сервисов и онлайн-инструментов впечатляет. Просто выбирайте наиболее удобные и проводите свободное время более продуктивно.
Каковы правильные обозначения пределов?
По сути, ограничение записи — это способ сформулировать тонкую идею, а не просто сказать \ (x = 5 \) или \ (y = 3 \). \(\lim_{x\to a}f(x)=b\). С другой стороны, онлайн-калькулятор лимитов избавляет от необходимости называть лимиты, поскольку он обнаруживает лимиты и указывает на их неточное форматирование.
Пример. Вычислите предел последовательности:
Решение: Подстановка большого числа в последовательность дает характеристику вида бесконечность, деленная на бесконечность. Чтобы его раскрыть, в числителе и знаменателе дроби выбираем слагаемое, дающее наибольший вклад. Константы + слагаемые, стремящиеся к нулю, остаются в скобках.
Упрощаем на общий множитель, а константы дают значение предела последовательности.
Пошаговое руководство по использованию калькулятора лимитов
Независимо от того, хотите ли вы проверить свой ответ или полностью пропустить расчет лимитов, вам поможет калькулятор. Но есть еще кое-что, что калькуляторы могут сделать для вас.
Некоторые задачи с пределами не могут быть решены алгебраически, но калькулятор может решить эти задачи.
Работа с ограничениями на калькуляторе немного сложна. Нет кнопок, которые вы могли бы нажать, чтобы ввести пределы ваших функций непосредственно в калькулятор. Таким образом, определение предела функции с помощью калькулятора потребует от вас научиться использовать определенные функции на калькуляторе.
В этом посте мы расскажем о различных методах, которые вы можете использовать для доступа к функциям поиска пределов научного калькулятора.
Что такое ограничения?Пределы являются основой всех исчислений. Именно они позволяют нам понять производные, интегралы и непрерывность. Более важно то, что ограничения позволяют нам анализировать поведение функций в разных точках.
Нахождение предела функции (скажем, функции f(x)) будет определять ее поведение, когда она находится вблизи значения «x». Но важно отметить, что нахождение этого значения по своей сути не обеспечивает значение функции в «x».
f(x) = L
Приведенное выше уравнение может быть прочитано как предел f(x) при приближении x к c равен L.
Как рассчитать предел с помощью калькулятора 90 045 Существует три способа расчета лимитов с помощью калькулятора. Метод №1: Подстановка чисел рядом с номером стрелкиДопустим, нам нужно протестировать следующую предельную функцию:
x 2 -25
x-5Теперь, чтобы проверить эту предельную функцию, подставьте в функцию числа, которые немного ниже и немного выше, чем номер стрелки.
Для этого включите калькулятор и введите первое число, которое хотите использовать в уравнении. Продолжая пример выше, первое число будет 4,9999.
Затем нажмите кнопку «Sto», которая является кнопкой сохранения, а затем нажмите кнопку «x». При этом будет сохранено значение 4.
(surefire.com)
9999 в «х».
Теперь вы должны ввести функцию в калькулятор. Поскольку значение, которое вы хотите заменить, хранится в памяти, результат появится, когда вы нажмете клавишу ввода.
Вы заметите, что результат для этого примера равен 9,9999, что очень близко к круглому числу 10. Таким образом, мы можем заключить, что ответ, скорее всего, равен 10.
Следующим шагом является проверка функции из другого сторону, подставив или заменив число больше 5. Возьмем 5,0001 и повторим процесс снова.
Введите 5.0001 в калькулятор, нажмите «Sto», а затем введите функцию в калькулятор. Нажмите кнопку ввода на калькуляторе.
Ответ, который вы видите, должен быть 10,0001, что очень близко к круглому числу 10. Это делает почти уверенным, что ответ, который мы ищем, равен 10.
Мы объяснили этот метод с помощью научного калькулятор. Однако вы получите тот же результат, если воспользуетесь той же техникой на другом калькуляторе.
Метод №2: Оценка пределов с помощью таблицДля использования этого метода вам понадобится калькулятор с функцией построения графиков. Большинство новых научных калькуляторов имеют эту встроенную функцию.
Включите калькулятор и переключитесь в режим построения графиков. Затем вы должны ввести уравнение, предел которого вы хотите найти.
Давайте воспользуемся тем же примером, что и раньше, и введем в калькулятор y = . Затем перейдите в меню «Настройка стола» и введите номер стрелки, который в данном случае равен 5, в качестве начального номера стола.
Затем введите небольшое число, например 0,001, в качестве значения ∆Tbl . Значение ∆Tbl определяет размер приращения «x» в таблице.
Теперь при нажатии на кнопку «Таблица» будет появляться таблица. Прокрутите результаты и найдите несколько чисел меньше пяти. Вы увидите таблицу, аналогичную приведенной ниже:
x г 4,998 9,998 4.999 9,999 5 Ошибка 5.001 10.001 5,002 10.002 5,003 10.003 Вы увидите, что значение y приближается к 10, поскольку значение x приближается к 5 как сверху, так и снизу. Отсюда почти наверняка можно сделать вывод, что 10 — это предел.
Метод № 3: оценка предела с помощью графической функцииПоясним этот подход, найдя предел функции мы будем печатать в значениях, ближайших к -3 в калькулятор.
Возьмите лист бумаги и ручку и составьте таблицу со значениями, близкими к -3, например так:
x г -3,1 -3,01 -3,001 -3 -2,999 -2,99 -2,9 Теперь, когда у вас есть таблица, готовая записать значения вниз, нажмите кнопку «Y=» на вашем калькуляторе. Появится экран с Y 1 , Y 2 , Y 3 и так далее.
Переместите курсор на Y1 и введите в него функцию. Затем вы можете нажать кнопку графика на калькуляторе, после чего калькулятор нарисует график функции.
В этом примере график должен представлять собой прямую диагональную линию.
Чтобы вставить значения «x» в график и найти соответствующие значения «y», вам нужно будет использовать функцию «Calc» на калькуляторе. На TI-84 Plus нажмите кнопку «2ND», а затем кнопку «Trace», чтобы получить доступ к этой функции.
Должно появиться меню с заголовком «РАСЧЕТ».
Нам нужно использовать первую опцию, «значение», которая автоматически выделяется при появлении меню. Таким образом, вы можете нажать клавишу ввода непосредственно на калькуляторе.
Под графиком появится «X=». Теперь вы можете ввести значения «x», которые хотите подключить к функции.
Ввод -3.1 и нажатие клавиши ввода даст вам результат -6. 1. Вы можете отметить это в таблице.
Чтобы ввести следующее значение в уравнение, вы должны снова перейти в меню «РАСЧИТАТЬ» и выбрать опцию значения.
После того, как вы найдете все значения, ваша таблица должна выглядеть так:
x г -3,1 -6,1 -3,01 -6.01 -3,001 -6.001 -3 -2,999 -5,999 -2,99 -5,99 -2,9 -5,9 Из приведенных выше данных мы можем сделать вывод, что когда значение x приближается к -3, значение y приближается к -6. Это достаточно хорошая оценка предела функции.
Вот видеоруководство, которому вы можете следовать, чтобы использовать этот метод вычисления пределов функций.
Ограничения решения пределов с помощью калькуляторовИспользование описанных выше методов для оценки пределов функций полезно по нескольким причинам. Как упоминалось ранее, некоторые предельные задачи не могут быть решены алгебраически.
Однако вы также можете использовать калькулятор, чтобы проверить решение, которое вы разработали на ручке и бумаге. Составление таблицы вручную и перепроверка вашего ответа — отличный способ понять, как ведет себя функция, когда она находится рядом с номером стрелки.
Это даст вам численное представление о задаче, тем самым расширив ваше алгебраическое понимание предела функции.
Глядя на график, вы получите дополнительный контекст и улучшите свое понимание того, как ограничения работают в исчислении.
Но использование калькулятора для определения пределов функций также имеет некоторые ограничения.
Нельзя слишком полагаться на результаты, полученные с помощью калькулятора. Это связано с тем, что калькулятор даст вам только приблизительный ответ, если только вы не узнаете число, к которому приближается функция.
Например, 9,999998 достаточно близко к 10, а 0,333333332 близко к 1/3.
Однако, если пределом функции является значение вроде , вы не узнаете число, если калькулятор выдаст его вам в десятичной форме. равен 0,288675, что очень сложно распознать.
Тем не менее, доступ к ответу в десятичной форме может помочь.
Второе ограничение использования калькуляторов для расчета пределов функций заключается в том, что калькулятор не может вычислить некоторые функции.
Например, возьмем функцию:
Ввод этого в калькулятор обычно не дает результата, а предел функции равен нулю. Если вы введете подобную функцию, вы не получите ответ от калькулятора.
Калькулятор пределов мета-калькулятораЕсли у вас нет под рукой научного калькулятора, вы можете использовать калькулятор пределов мета-калькулятора для определения пределов функций.
Если у вас есть подключение к Интернету, вы можете получить доступ к калькулятору через любой браузер бесплатно. Он поддерживает нахождение предела в виде x любого числа, включая бесконечность.
Калькулятор прост в использовании и мгновенно выдает результат. Мета-калькулятор также предлагает инструмент для построения графиков, поэтому получить визуальное представление о функции так же просто, как ввести функцию в инструмент.
Чтобы найти предел любой функции с помощью Калькулятора пределов мета-калькулятора:
- Перейдите к калькулятору пределов мета-калькулятора из браузера по вашему выбору. Калькулятор выглядит так:
- Введите в поле ввода функцию, предел которой вы хотите рассчитать.
- Введите номер стрелки в специальное поле.
- Выберите, хотите ли вы двусторонний расчет, или только правой или левой рукой.
- Нажмите «Рассчитать». Мета-калькулятор рассчитает предел функции.
- Чтобы вычислить предел другой функции, очистите поля ввода и повторите действия, начиная с шага 2.
Мета-калькулятор предлагает несколько функций. В дополнение к тригонометрическим функциям вы можете работать с гиперболическими функциями, дуговыми функциями, логарифмами и квадратными корнями.
Также доступны такие функции, как abs(x) и floor(x). С их помощью вы можете использовать любую функцию, которая вам нужна, чтобы легко найти предел для мета-калькулятора.
Как работает калькулятор пределов мета-калькулятора?Существует множество различных способов оценки пределов функций. Некоторые из методов, которые использует Калькулятор Предела Мета-Калькулятора, перечислены ниже:
- Прямая подстановка: Первый метод, который применяется для оценки предела функции, является методом прямой подстановки. Помещение значения стрелки в большинство полиномиальных функций обычно решает эту проблему. По этой причине большинству студентов рекомендуется сначала применить этот метод. Если не получается, то пора рассмотреть другие методы оценки лимита.
- Факторизация: Существует вероятность того, что при прямой подстановке функция вернет неопределенный или неопределенный вид (например, 0/0). Когда это происходит, требуется другая процедура для определения предела функции. Факторизация — следующий метод. Числитель и знаменатель разбиваются на их общие множители, и когда множители сокращаются, функция приводится к своей определенной форме. Теперь, когда выражение находится в определенной форме, можно использовать метод подстановки для определения предела функции.
- Рационализация: Это еще один метод, используемый, если функция не определена при подстановке. Рационализация сводит рассматриваемую функцию к ее определенной форме, а затем можно подставить значения, чтобы получить ответ.
Рекомендуется использовать калькулятор только для проверки правильности ответов.
Использование научного калькулятора для расчета предела функции может потребовать некоторой работы, и в зависимости от выбранного вами метода может потребоваться много шагов.
Это делает выполнение шагов вдвойне утомительным, когда вы только пытаетесь проверить свой ответ.
- Сайт Александра Емелина mathprofi. {-\frac{1}{2}}$ = {06}⇒ $ab \frac{1}{\sqrt{ab}}$ = $\sqrt{ab}$