Ratkaisu funktion rajan matemaattiseen analyysiin. Funktion raja äärettömässä
Rajateoria on yksi matemaattisen analyysin haaroista. Kysymys rajojen ratkaisemisesta on varsin laaja, koska rajojen ratkaisemiseen on olemassa kymmeniä menetelmiä erilaisia tyyppejä. On olemassa kymmeniä vivahteita ja temppuja, joiden avulla voit ratkaista tämän tai toisen rajan. Siitä huolimatta yritämme edelleen ymmärtää tärkeimmät käytännössä kohdattavat rajatyypit.
Aloitetaan rajan käsitteestä. Mutta ensin lyhyt historiallinen viittaus. 1800-luvulla asui ranskalainen Augustin Louis Cauchy, joka määritteli tiukat monet matan-käsitteet ja loi sen perustan. Minun on sanottava, että tästä arvostetusta matemaatikosta on haaveiltu, hänestä haaveillaan ja haaveillaan jatkossakin painajaisia kaikille fysiikan ja matematiikan tiedekuntien opiskelijoille, kuten hän todisti suuri määrä matemaattisen analyysin lauseita, ja yksi lause on tappavampi kuin toinen. Tältä osin emme vielä harkitse Cauchyn rajan määrittäminen, mutta yritetään tehdä kaksi asiaa:
1. Ymmärrä, mikä raja on.
2. Opi ratkaisemaan tärkeimmät rajatyypit.
Pahoittelen joitakin epätieteellisiä selityksiä, on tärkeää, että materiaali on ymmärrettävää teekannullekin, mikä itse asiassa on projektin tehtävä.
Joten mikä on raja?
Ja vain esimerkki miksi takkuiselle mummolle...
Mikä tahansa raja koostuu kolmesta osasta:
1) Tunnettu raja-kuvake.
2) merkinnät raja-kuvakkeen alla, tässä tapauksessa . Merkintä kuuluu "X pyrkii yhteen". Useimmiten - täsmälleen, vaikka "X":n sijasta käytännössä on muita muuttujia. SISÄÄN käytännön tehtäviä yhden sijasta voi olla mikä tahansa luku sekä ääretön ().
3) Toiminnot rajamerkin alla, tässä tapauksessa .
Itse äänitys kuuluu näin: "funktion raja kuten x pyrkii yksikköön."
Katsotaanpa seuraavaa tärkeää kysymystä - mitä ilmaus "x" tarkoittaa? pyrkii yhdelle"? Ja mitä "pyrkiminen" edes tarkoittaa?
Rajan käsite on niin sanotusti käsite, dynaaminen. Rakennetaan sekvenssi: ensin , sitten , , …, , ….
Eli ilmaisu "x pyrkii yhteen" tulee ymmärtää seuraavasti: "x" ottaa johdonmukaisesti arvot jotka lähestyvät yhtenäisyyttä äärettömän lähellä ja käytännöllisesti katsoen yhtenevät sen kanssa.
Miten yllä oleva esimerkki ratkaistaan? Yllä olevan perusteella sinun tarvitsee vain korvata yksi rajamerkin alla olevaan funktioon:
Eli ensimmäinen sääntö: Kun annetaan jokin raja, yritämme ensin yksinkertaisesti kytkeä numeron funktioon.
Olemme pohtineet yksinkertaisinta rajaa, mutta niitäkin tapahtuu käytännössä, eikä niin harvoin!
Esimerkki äärettömyydestä:
Selvitetään mikä se on? Näin on silloin, kun se kasvaa rajattomasti, eli ensin, sitten, sitten, sitten ja niin edelleen loputtomiin.
Mitä toiminnolle tapahtuu tällä hetkellä?
, , , …
Joten: jos , niin funktiolla on taipumus miinus äärettömään:
Karkeasti sanottuna ensimmäisen sääntömme mukaan "X":n sijaan korvaamme funktioon äärettömän ja saamme vastauksen.
Toinen esimerkki äärettömyydestä:
Alamme jälleen kasvaa äärettömyyteen ja tarkastella funktion käyttäytymistä:
Johtopäätös: kun funktio kasvaa ilman rajoituksia:
Ja toinen esimerkkisarja:
Yritä itse analysoida mielessäsi seuraavat asiat ja muistaa yksinkertaisimmat rajatyypit:
, , , , , , , ,
,
Jos sinulla on epäilyksiä missä tahansa, voit ottaa laskimen ja harjoitella vähän.
Siinä tapauksessa , yritä muodostaa sekvenssi , , . Jos sitten , , .
! Huomautus: Tarkkaan ottaen tämä lähestymistapa useiden lukujen sekvenssien muodostamiseen on virheellinen, mutta yksinkertaisimpien esimerkkien ymmärtämiseen se on varsin sopiva.
Kiinnitä huomiota myös seuraavaan asiaan. Vaikka sille annetaan raja suuri numero huipulla, jopa miljoonalla: se on sama , koska ennemmin tai myöhemmin "X" alkaa saada sellaisia jättimäisiä arvoja, että miljoonasta verrattuna on todellinen mikrobi.
Mitä sinun tulee muistaa ja ymmärtää yllä olevasta?
1) Kun jokin raja on annettu, yritämme ensin yksinkertaisesti korvata numeron funktioon.
2) Sinun on ymmärrettävä ja ratkaistava välittömästi yksinkertaisimmat rajat, kuten , , jne.
Lisäksi rajalla on erittäin hyvä geometrinen merkitys. Aiheen ymmärtämiseksi suosittelen lukemista metodologinen materiaali Alkeisfunktioiden kuvaajat ja ominaisuudet. Kun olet lukenut tämän artikkelin, et vain ymmärrä vihdoin, mikä raja on, vaan myös tutustut siihen mielenkiintoisia tapauksia, kun funktion raja on yleensä ei ole olemassa!
Käytännössä lahjoja on valitettavasti vähän. Ja siksi siirrymme tarkastelemaan monimutkaisempia rajoja. Muuten, tästä aiheesta on intensiivinen kurssi pdf-muodossa, mikä on erityisen hyödyllistä, jos sinulla on TODELLA vähän aikaa valmistautua. Mutta sivuston materiaalit eivät tietenkään ole huonompia:
Nyt tarkastellaan rajojen ryhmää, kun , ja funktio on murtoluku jonka osoittaja ja nimittäjä sisältävät polynomeja
Esimerkki:
Laske raja
Sääntömme mukaan yritämme korvata funktion äärettömyyden. Mitä saamme huipulla? ääretön. Ja mitä alla tapahtuu? Myös äärettömyys. Näin ollen meillä on niin kutsuttu lajiepävarmuus. Voisi luulla, että , ja vastaus on valmis, mutta yleisessä tapauksessa näin ei ole ollenkaan, ja on tarpeen soveltaa jotain ratkaisutekniikkaa, jota nyt tarkastelemme.
Kuinka ratkaista tämän tyyppiset rajat?
Ensin katsomme osoittajaa ja löydämme suurimman tehon:
Osoittimen johtava teho on kaksi.
Nyt katsomme nimittäjä ja löydämme sen myös korkeimpaan potenssiin:
Nimittäjän suurin aste on kaksi.
Sitten valitsemme osoittajan ja nimittäjän suurimman tehon: tässä esimerkissä ne ovat samat ja yhtä kuin kaksi.
Ratkaisumenetelmä on siis seuraava: epävarmuuden paljastamiseksi on välttämätöntä jakaa osoittaja ja nimittäjä suurimmalla potenssilla.
Tässä se on, vastaus, eikä ollenkaan äärettömyys.
Mikä on olennaisen tärkeää päätöksen suunnittelussa?
Ensin osoitamme epävarmuuden, jos sellaista on.
Toiseksi on suositeltavaa keskeyttää ratkaisu väliselityksiä varten. Käytän yleensä merkkiä, sillä ei ole matemaattista merkitystä, vaan se tarkoittaa, että ratkaisu keskeytetään väliselvitystä varten.
Kolmanneksi rajaan on suositeltavaa merkitä mitä on menossa minne. Kun työ piirretään käsin, on helpompi tehdä se näin:
Muistiinpanoihin on parempi käyttää yksinkertaista kynää.
Sinun ei tietenkään ole pakko tehdä tätä, mutta sitten ehkä opettaja huomauttaa ratkaisun puutteet tai alkaa kysyä lisäkysymyksiä toimeksiannossa. Tarvitsetko sitä?
Esimerkki 2
Löydä raja
Taas osoittajasta ja nimittäjästä löydämme korkeimmassa asteessa:
Enimmäisaste osoittajassa: 3
Maksimiaste nimittäjässä: 4
Valita suurin arvo, tässä tapauksessa neljä.
Epävarmuuden paljastamiseksi jaamme osoittajan ja nimittäjän luvulla .
Täydellinen tehtävä saattaa näyttää tältä:
Jaa osoittaja ja nimittäjä luvulla
Esimerkki 3
Löydä raja
"X":n enimmäisaste osoittajassa: 2
"X":n enimmäisaste nimittäjässä: 1 (voidaan kirjoittaa muodossa)
Epävarmuuden paljastamiseksi on välttämätöntä jakaa osoittaja ja nimittäjä luvulla. Lopullinen ratkaisu voi näyttää tältä:
Jaa osoittaja ja nimittäjä luvulla
Merkintä ei tarkoita jakamista nollalla (ei voi jakaa nollalla), vaan jakamista äärettömällä pienellä luvulla.
Siten, paljastamalla lajien epävarmuuden, voimme ehkä onnistua lopullinen numero, nolla tai ääretön.
Rajat, joiden tyyppi ja menetelmä niiden ratkaisemiseksi ovat epävarmoja
Seuraava rajojen ryhmä on jossain määrin samanlainen kuin juuri tarkastelut: osoittaja ja nimittäjä sisältävät polynomeja, mutta "x" ei enää pyri äärettömyyteen, vaan äärellinen luku.
Esimerkki 4
Ratkaise raja
Ensin yritetään korvata -1 murtoluvulla:
Tässä tapauksessa saadaan ns. epävarmuus.
Yleissääntö : jos osoittaja ja nimittäjä sisältävät polynomeja ja muodossa on epävarmuus, paljasta se sinun on otettava huomioon osoittaja ja nimittäjä.
Tätä varten sinun on useimmiten ratkaistava toisen asteen yhtälö ja/tai käytettävä lyhennettyjä kertolaskukaavoja. Jos nämä asiat ovat unohtuneet, vieraile sivulla Matemaattiset kaavat ja taulukot ja lue opetusmateriaali Kuumat kaavat koulun kurssi matemaatikot. Se on muuten parasta tulostaa, sitä vaaditaan hyvin usein ja tieto imeytyy paremmin paperista.
Ratkaisemme siis rajamme
Kerroin osoittaja ja nimittäjä
Jotta voit kertoa osoittajan, sinun on ratkaistava toisen asteen yhtälö:
Ensin löydämme diskriminantin:
Ja sen neliöjuuri: .
Jos diskriminantti on suuri, esimerkiksi 361, käytämme laskinta, erotusfunktiota neliöjuuri saatavilla yksinkertaisimmalla laskimella.
! Jos juuria ei uuteta kokonaan (osallistuu murtoluku pilkulla), on erittäin todennäköistä, että erottaja on laskettu väärin tai tehtävässä oli kirjoitusvirhe.
Seuraavaksi löydämme juuret:
Täten:
Kaikki. Osoittaja on kertoimella.
Nimittäjä. Nimittäjä on jo yksinkertaisin tekijä, eikä sitä voi mitenkään yksinkertaistaa.
Ilmeisesti se voidaan lyhentää seuraavasti:
Nyt korvataan -1 lausekkeessa, joka jää rajamerkin alle:
Ratkaisua ei luonnollisesti koskaan kuvata niin yksityiskohtaisesti testissä, testissä tai kokeessa. Lopullisessa versiossa suunnittelun pitäisi näyttää suunnilleen tältä:
Lasketaan osoittaja kertoimella.
Esimerkki 5
Laske raja
Ensinnäkin ratkaisun "valmis"-versio
Lasketaan osoittaja ja nimittäjä.
Osoittaja:
Nimittäjä: ,
Mikä tässä esimerkissä on tärkeää?
Ensinnäkin sinulla on oltava hyvä käsitys siitä, kuinka osoittaja paljastetaan, ensin otimme 2 suluista ja käytimme sitten neliöiden erotuksen kaavaa. Tämä on kaava, joka sinun täytyy tietää ja nähdä.
Suositus: Jos rajassa (melkein missä tahansa) on mahdollista ottaa luku pois suluista, niin teemme sen aina.
Lisäksi on suositeltavaa siirtää tällaiset numerot rajakuvakkeen ulkopuolelle. Minkä vuoksi? Kyllä, vain siksi, etteivät ne häiritse. Tärkeintä on, ettet menetä näitä numeroita myöhemmin ratkaisun aikana.
Huomaa, että ratkaisun viimeisessä vaiheessa otin rajakuvakkeesta kaksi pois ja sitten miinuksen.
! Tärkeä
Ratkaisun aikana tyyppifragmentti esiintyy hyvin usein. Pienennä tätä murto-osaase on kielletty
. Ensin sinun on vaihdettava osoittajan tai nimittäjän etumerkki (laita -1 suluissa).
, eli ilmestyy miinusmerkki, joka otetaan huomioon rajaa laskettaessa, eikä sitä tarvitse hävittää ollenkaan.
Yleisesti ottaen olen huomannut, että tämän tyyppisten rajojen etsimisessä joudutaan useimmiten ratkaisemaan kaksi toisen asteen yhtälöä, eli sekä osoittaja että nimittäjä sisältävät asteen kolminomia.
Menetelmä osoittajan ja nimittäjän kertomiseksi konjugaattilausekkeella
Otamme edelleen huomioon muodon epävarmuuden
Seuraava rajoitustyyppi on samanlainen kuin edellinen tyyppi. Ainoa asia, polynomien lisäksi lisäämme juuria.
Esimerkki 6
Löydä raja
Aloitetaan päättäminen.
Ensin yritämme korvata rajamerkin alla olevaan lausekkeeseen 3
Toistan vielä kerran - tämä on ensimmäinen asia, joka sinun on tehtävä KAIKKI rajalle. Tämä toiminta suoritetaan yleensä henkisesti tai luonnosmuodossa.
Muodosta on saatu epävarmuus, joka on poistettava.
Kuten luultavasti huomasit, osoittajamme sisältää juurien eron. Ja matematiikassa on tapana päästä eroon juurista, jos mahdollista. Minkä vuoksi? Ja elämä on helpompaa ilman niitä.
Selvitimme perustoiminnot.
Kun siirrytään toimintoja enemmän monimutkainen tyyppi kohtaamme varmasti ilmaisuja, joiden merkitystä ei ole määritelty. Tällaisia ilmaisuja kutsutaan epävarmuustekijöitä.
Listataan kaikki tärkeimmät epävarmuustyypit: nolla jaettuna nollalla (0 x 0), ääretön jaettuna äärettömyydellä, nolla kerrottuna äärettömyydellä, ääretön miinus ääretön, yksi äärettömän potenssiin, nolla nollan potenssiin, ääretön nollan potenssiin.
KAIKKI MUUT EPÄVARMUUSTEKIJÄN ILMOITUKSET EIVÄT OLE TÄYSIN TIETTYÄ ÄÄRELLÄ TAI ÄÄRETÖN ARVOJA.
Paljasta epävarmuus sallii:
- funktion muodon yksinkertaistaminen (lausekkeen muuntaminen lyhennettyjen kertolaskujen avulla, trigonometriset kaavat, kertominen konjugaattilausekkeilla ja sen jälkeen vähentäminen jne.);
- merkittävien rajojen käyttö;
- L'Hopitalin säännön soveltaminen;
- käyttämällä infinitesimaalilausekkeen korvaamista sen vastineella (käyttäen ekvivalenttien infinitesimaalien taulukkoa).
Ryhmitetään epävarmuustekijät epävarmuustaulukko. Jokaiselle epävarmuustyypille yhdistetään menetelmä sen paljastamiseksi (menetelmä rajan löytämiseksi).
Tämä taulukko yhdessä perusfunktioiden rajataulukon kanssa ovat päätyökalusi mahdollisten rajojen löytämisessä.
Otetaan pari esimerkkiä, kun kaikki toimii heti arvon vaihtamisen jälkeen eikä epävarmuutta synny.
Esimerkki.
Laske raja
Ratkaisu.
Korvaa arvo:
Ja saimme heti vastauksen.
Vastaus:
Esimerkki.
Laske raja
Ratkaisu.
Korvaamme arvon x=0 eksponentiaalisen potenssifunktiomme kantaan:
Eli raja voidaan kirjoittaa uudelleen muotoon
Katsotaanpa nyt indikaattoria. Tämä on tehotoiminto. Katsotaanpa taulukkoa rajoituksista tehotoiminnot Kanssa negatiivinen indikaattori. Sieltä meillä on Ja
siksi voimme kirjoittaa
.
Tämän perusteella rajamme kirjoitetaan seuraavasti:
Siirrymme jälleen rajataulukkoon, mutta eksponentiaalisille funktioille, joiden kanta on suurempi kuin yksi, josta meillä on:
Vastaus:
Katsotaanpa esimerkkejä yksityiskohtaisista ratkaisuista Epävarmuustekijöiden paljastaminen muuntamalla lausekkeita.
Hyvin usein rajamerkin alla olevaa ilmaisua on muutettava hieman epävarmuustekijöiden poistamiseksi.
Esimerkki.
Laske raja
Ratkaisu.
Korvaa arvo:
Olemme tulleet epävarmuuteen. Katsomme epävarmuustaulukkoa valitaksemme ratkaisumenetelmän. Yritetään yksinkertaistaa ilmaisua.
Vastaus:
Esimerkki.
Laske raja
Ratkaisu.
Korvaa arvo:
Pääsimme epävarmuuteen (0-0). Katsomme epävarmuustaulukkoa valitaksemme ratkaisumenetelmän ja yritämme yksinkertaistaa lauseketta. Kerrotaan sekä osoittaja että nimittäjä lausekkeella, joka on konjugoitu nimittäjään.
Nimittäjälle konjugaattilauseke on
Kerroimme nimittäjän, jotta voimme soveltaa lyhennettyä kertolaskukaavaa - neliöiden erotus ja sitten pienentää tuloksena olevaa lauseketta.
Muutosten sarjan jälkeen epävarmuus katosi.
Vastaus:
KOMMENTTI: Tämän tyyppisille rajoituksille konjugaattilausekkeilla kertova menetelmä on tyypillinen, joten käytä sitä vapaasti.
Esimerkki.
Laske raja
Ratkaisu.
Korvaa arvo:
Olemme tulleet epävarmuuteen. Katsomme epävarmuustaulukkoa valitaksemme ratkaisumenetelmän ja yritämme yksinkertaistaa lauseketta. Koska sekä osoittaja että nimittäjä katoavat kohdassa x = 1, niin jos näitä lausekkeita voidaan pienentää (x-1) ja epävarmuus katoaa.
Lasketaan osoittaja kertoimella:
Otetaan nimittäjä kertoimella:
Rajamme on muotoa:
Muutoksen jälkeen epävarmuus paljastui.
Vastaus:
Tarkastellaan rajoja äärettömyydessä teholausekkeista. Jos potenssilausekkeen eksponentit ovat positiivisia, niin raja äärettömässä on ääretön. Lisäksi suurin aste on ensisijaisen tärkeä; loput voidaan hylätä.
Esimerkki.
Esimerkki.
Jos rajamerkin alla oleva lauseke on murto-osa ja sekä osoittaja että nimittäjä ovat potenssilausekkeita (m on osoittajan potenssi ja n on nimittäjän potenssi), niin kun muodon epävarmuus äärettömästä äärettömään syntyy, tässä tapauksessa epävarmuus paljastuu jakamalla sekä osoittajan että nimittäjän
Esimerkki.
Laske raja
Tyyppi- ja lajiepävarmuus ovat yleisimpiä epävarmuustekijöitä, jotka tulee paljastaa rajoja ratkaistaessa.
Suurin osa Opiskelijoiden kohtaamat rajaongelmat sisältävät juuri tällaisia epävarmuustekijöitä. Niiden paljastamiseksi tai tarkemmin sanoen epävarmuuksien välttämiseksi on olemassa useita keinotekoisia tekniikoita rajamerkin alla olevan ilmaisutyypin muuntamiseksi. Nämä tekniikat ovat seuraavat: osoittajan ja nimittäjän termikohtainen jako muuttujan suurimmalla potenssilla, kertominen konjugaattilausekkeella ja tekijöiden jakaminen myöhempää pelkistystä varten ratkaisuja käyttämällä toisen asteen yhtälöt ja lyhennetyt kertolaskukaavat.
Lajien epävarmuus
Esimerkki 1.
n on yhtä suuri kuin 2. Siksi jaamme osoittajan ja nimittäjän termillä termillä:
.
Kommentoi lausekkeen oikealle puolelle. Nuolet ja numerot osoittavat, mitkä murtoluvut pyrkivät vaihtamisen jälkeen n tarkoittaa ääretöntä. Tässä, kuten esimerkissä 2, tutkinto n Nimittäjässä on enemmän kuin osoittajassa, minkä seurauksena koko murto-osa on taipumus olla äärettömän pieni tai "superpieni".
Saamme vastauksen: tämän funktion raja, jonka muuttuja pyrkii äärettömyyteen, on yhtä suuri kuin .
Esimerkki 2. .
Ratkaisu. Tässä muuttujan suurin teho x on yhtä suuri kuin 1. Siksi jaamme osoittajan ja nimittäjän termin termillä x:
Kommentti päätöksen etenemisestä. Osoittimessa ajetaan "x" kolmannen asteen juuren alle ja jotta sen alkuperäinen aste (1) pysyy ennallaan, annamme sille saman asteen juuren kanssa, eli 3. Ei ole nuolia tai lisälukuja tässä merkinnässä, joten kokeile sitä mielessään, mutta määritä analogisesti edellisen esimerkin kanssa, mitä osoittajan ja nimittäjän lausekkeet pyrkivät korvaamaan äärettömän "x":n sijaan.
Saimme vastauksen: tämän funktion raja äärettömyyteen pyrkivällä muuttujalla on yhtä suuri kuin nolla.
Lajien epävarmuus
Esimerkki 3. Selvitä epävarmuus ja löydä raja.
Ratkaisu. Osoittaja on kuutioiden erotus. Otetaan se kertoimella käyttämällä lyhennettyä kertolaskua koulun matematiikan kurssista:
Nimittäjä sisältää toisen asteen trinomin, jonka kerromme ratkaisemalla toisen asteen yhtälön (jälleen kerran linkki toisen asteen yhtälöiden ratkaisemiseen):
Kirjataan muistiin muunnosten tuloksena saatu lauseke ja selvitetään funktion raja:
Esimerkki 4. Vapauta epävarmuus ja löydä raja
Ratkaisu. Osamäärärajalause ei sovellu tähän, koska
Siksi muunnamme murto-osan identtisesti: kertomalla osoittaja ja nimittäjä binomikonjugaatilla nimittäjään ja vähentämällä x+1. Lauseen 1 seurauksen mukaan saamme lausekkeen, jonka ratkaisemalla löydämme halutun rajan:
Esimerkki 5. Vapauta epävarmuus ja löydä raja
Ratkaisu. Suora arvonkorvaus x= 0 V annettu toiminto johtaa epävarmuuteen muotoon 0/0. Tehdään se avataksesi identiteetin muunnoksia ja lopulta saamme halutun rajan:
Esimerkki 6. Laskea
Ratkaisu: Käytetään rajojen lauseita
Vastaus: 11
Esimerkki 7. Laskea
Ratkaisu: tässä esimerkissä osoittajan ja nimittäjän rajat ovat yhtä kuin 0:
; . Olemme saaneet, joten osamäärän rajaa koskevaa lausetta ei voida soveltaa.
Kerrotaan osoittaja ja nimittäjä murtoluvun pienentämiseksi yhteisellä kertoimella, joka pyrkii nollaan, ja tehdään siksi mahdollista käyttöä Lause 3.
Laajennataan osoittajan neliötrinomia kaavalla , jossa x 1 ja x 2 ovat trinomin juuria. Kun olet kertonut ja nimittäjä, vähennä murtolukua (x-2) ja käytä sitten Lause 3.
Vastaus:
Esimerkki 8. Laskea
Ratkaisu: Kun osoittaja ja nimittäjä pyrkivät äärettömyyteen, niin lausetta 3 suoraan sovellettaessa saadaan lauseke , joka edustaa epävarmuutta. Päästäksesi eroon tämän tyyppisestä epävarmuudesta, sinun tulee jakaa osoittaja ja nimittäjä argumentin suurimmalla teholla. Tässä esimerkissä sinun on jaettava X:
Vastaus:
Esimerkki 9. Laskea
Ratkaisu: x 3:
Vastaus: 2
Esimerkki 10. Laskea
Ratkaisu: Kun osoittaja ja nimittäjä pyrkivät äärettömään. Jaetaan osoittaja ja nimittäjä argumentin suurimmalla potenssilla, ts. x 5:
=
Murtoluvun osoittaja pyrkii 1:een, nimittäjä 0:aan, joten murto-osa pyrkii äärettömyyteen.
Vastaus:
Esimerkki 11. Laskea
Ratkaisu: Kun osoittaja ja nimittäjä pyrkivät äärettömään. Jaetaan osoittaja ja nimittäjä argumentin suurimmalla potenssilla, ts. x 7:
Vastaus: 0
Johdannainen.
Funktion y = f(x) derivaatta argumentin x suhteen kutsutaan sen inkrementin y ja argumentin x lisäyksen x suhteen rajaksi, kun argumentin inkrementti pyrkii nollaan: . Jos tämä raja on äärellinen, niin funktio y = f(x) sanotaan olevan differentioituva pisteessä x. Jos tämä raja on olemassa, he sanovat, että toiminto y = f(x) on ääretön derivaatta pisteessä x.
Alkeisfunktioiden johdannaiset:
1. (const)=0 9.
3. 11.
4. 12.
5. 13.
6. 14.
Erottamisen säännöt:
a)
V)
Esimerkki 1. Etsi funktion derivaatta
Ratkaisu: Jos toisen termin derivaatta löydetään käyttämällä murtolukujen differentiaatiosääntöä, niin ensimmäinen termi on kompleksifunktio, jonka derivaatta löytyy kaavasta:
Missä sitten
Ratkaisussa käytettiin seuraavia kaavoja: 1,2,10,a,c,d.
Vastaus:
Esimerkki 21. Etsi funktion derivaatta
Ratkaisu: molemmat termit - monimutkaiset toiminnot, missä ensimmäinen , , ja toinen , , sitten
Vastaus:
Johdannaiset sovellukset.
1. Nopeus ja kiihtyvyys
Olkoon funktio s(t) kuvaava asema objekti jossain koordinaattijärjestelmässä hetkellä t. Tällöin funktion s(t) ensimmäinen derivaatta on hetkellinen nopeus esine:
v=s′=f′(t)
Funktion s(t) toinen derivaatta edustaa hetkellistä kiihtyvyys esine:
w=v′=s′′=f′′(t)
2. Tangenttiyhtälö
y-y0=f'(x0)(x-x0),
missä (x0,y0) ovat tangenttipisteen koordinaatit, f′(x0) on funktion f(x) derivaatan arvo tangenttipisteessä.
3. Normaali yhtälö
y−y0=−1f′(x0)(x−x0),
missä (x0,y0) ovat sen pisteen koordinaatit, jossa normaali piirretään, f′(x0) on funktion f(x) derivaatan arvo tässä pisteessä.
4. Lisätään ja vähennetään toimintoja
Jos f′(x0)>0, niin funktio kasvaa pisteessä x0. Alla olevassa kuvassa funktio kasvaa muodossa x
Jos f'(x0)<0, то функция убывает в точке x0 (интервал x1
5. Toiminnon paikallinen ääripää
Funktiolla f(x) on paikallinen maksimi pisteessä x1, jos pisteen x1 naapurusto on sellainen, että kaikille x:lle tästä naapurustosta pätee epäyhtälö f(x1)≥f(x).
Vastaavasti funktiolla f(x) on paikallinen minimi pisteessä x2, jos pisteen x2 naapurusto on sellainen, että kaikille tämän naapuruston x:ille epäyhtälö f(x2)≤f(x) pätee.
6. Kriittiset kohdat
Piste x0 on Kriittinen piste funktio f(x), jos derivaatta f′(x0) siinä on nolla tai sitä ei ole olemassa.
7. Ensimmäinen riittävä merkki ääripään olemassaolosta
Jos funktio f(x) kasvaa (f′(x)>0) kaikilla x:illä jollain välillä (a,x1] ja pienenee (f′(x))<0) для всех x в интервале и возрастает (f′(x)>0) kaikille x:lle väliltä )