Высшая математика
(шпаргалка)
Осн. понятия
Грани числовых мн-в
Числовые последовательности
Непр. ф-ции на пр-ке
1. Осн. понятия
Мат.модель тАУ любой набор кр-ний; неравенств и иных мат. Соотношений, которая в совокупности описывает интересующий нас объект.
Мн-во вещест. чисел разбивается: на рационал. и иррац. Рац. тАУ число, которое можно представить в виде p/q где p и q тАУ цел. числа. Иррац. тАУ всякое вещественное число, которое не явл. рационал.
Любое вещ. число можно представить в виде бесконеч. десят. Дроби а, а1,а2тАжаnтАж где а тАУлюб. число, а а1, а2 тАж аn числа, приним. целые знач.
Некоторые числовые множества.
Мн-ва тАУ первичное понятие, на уровне здравого смысла, его не возможно точно определить.
Для описания мн-в единая символика, а именно, если в мн-во А входят только эл. х, которые обладают некоторым св-вом S(x), то тогда мн-во А описывается А={х½ вып-ся усл S(x)}.
Подмн-ва тАУ если А и В 2 мн-ва и все эл-ты мн-ва А сод-ся в В, то А наз-ся подмн-вом В, А В, если в В сод-ся эл-ты отличные от эл-тов мн-ва А, то В строго шире А, то А наз-ся собственным подмн-вом В. АÌВ. А=В- мн-ва совпадают.
Операции с мн-воми А В={х!х принадл. либо А, либо В} тАУ обьединение мн-в А и В.
АÇ В={х½хÎА и хÎВ} пересечение мн-в А и В.
А В={х½хÎА, но хÏВ}дополн. к м-ву В во мн-ве А
Числовые мн-ва
R,N,Z,Q - стандартные обозначения мн-в на числ. прямой. (а,в)= {х½а<х<в} тАУ интервал из R (открытый промежуток, т.к. не содержит границ)
[а,в] тАУ замкнутый промежуток сод. гранич. т-ки.
(а,в] тАУ полуинтервал.
Окрестностью т-ки х наз-ся любой интервал содержащий т-ку х, необязательно симметричную.
2. Грани числовых мн-в
Пусть Х тАУ непустое мн-во веществ. чисел.
Мн-во Х назся огран. сверху(снизу), если сущ-ет число с такое, что для любого х Х вып-ся неравенство с³х(х³с). Число с наз-ся верхн.(нижн.) гранью мн-ва Х. Мн-во, огран. сверху и снизу наз-ся ограниченым
Если мн-во имеет 1 верхнюю грань то она имеет их бесчисленное мн-во.
Пример X=R+ - ограничено снизу, но не сверху, значит не ограничено.
Точные грани числовых мн-в
Пусть мн-во Х ограничено сверху, если это мн-во содержит макс число, т.е. наименьшую из своих верхних граней, то это число назся макс мн-ва Х и обозначается Х*=maxX. Если мн-во содержит мин число Х* , то оно min мн-ва Х
Пример Х=[0,1) то max[0,1) не $. min [0,1)=0
Число Х* наз-ся точной верхн. гранью, мн-ва Х, если во-первых оно явл. верхн. гранью этого мн-ва, а во-вторых при сколь угодном уменьшении Х* получ. число перестает быть верх. гранью мн-ва.
Верхн. грань тАУ supX=x*, а нижн. грань infX=x*
Теорема. Любое непустое ограниченное сверху (снизу) числ. мн-во имеет точную верх(ниж) грань.
Таким образом у огран. мн-ва обе грани $, док-во основано на непрерывности мн-ва действит. чисел.
3. Числовые последовательности
Если для каждого нат. числа n определено некоторое правило сопоставляющее ему число xn, то мн-во чисел х1,х2, тАж ,хn, тАж наз-ся числовой последовательностью и обозначается {xn}, причем числа образующие данную посл-ть наз-ся ее эл-ми, а эл-т хn общим эл-том посл-ти .
!Порядок следования эл-тов оч. важен, перестановка хотя бы 2-х эл-тов приводит к др. посл-ти.
Основные способы задан. посл-ти:
а) явный, когда предъявляется ф-ла позволяющая по заданному n вычислить любой эл-т n, т.е. xn=f(n), где f- некоторая ф-ция нат. эл-та.
б) неявный, при котором задается некоторое рекуррентное отношение и несколько первых членов посл-ти.
Пример:
а) xn=5n x1=5, x2=10
б) x1=-2 xn=4n-1 тАУ3, n=2,3тАж х2=-11, х3=-47
Ограниченные последовательности(ОП)
Посл-ть {xn} наз-ся огран. сверху(снизу), если найдется какое-нибудь число {xn} M(m) xn£M "n (xn³m "n) посл-ть наз-ся огранич., если она огранич. сверху и снизу.
Посл-ть {xn} наз-ся неогранич., если для любого полного числа А сущ-ет эл-т хn этой посл-ти, удовлетворяющий неравенству ½xn½>А.
Сходящиеся и расходящиеся посл-ти
Св-ва сходящихся посл-тей
Теорема ВлОб единственности пределовВ»
Теорема ВлСходящаяся посл-ть ограниченаВ»
Теорема ВлО сходимости монотон. посл-тиВ»
4. Сходящиеся и расходящиеся посл-ти
Большое внимание уд-ся выяснению вопроса: обладает ли данная посл-ть сл-щим св-вом (сходимости) при неогранич. Возрастании номеров посл-ти эл-ты посл-ти сколь угодно близко приближаются к некоторому числу а или же этого св-ва нет.
Опр Если для любого e >0 найдется такой номер N, для любого n >N:½xn-a½< e
Все посл-ти имеющие предел наз-ся сходящимися, а не имеющее его наз-ся расходящимися.
Связь сходящихся посл-тей и б/м.
Дает сл. теорему
Теорема Для того чтобы посл-ть xn имела пределом число а необходимо, чтобы эл-ты этой посл-ти можно было представить в виде xn=a+an, где посл-ть {an}Во0, т.е. является б/м.
Док-во
а) Допустим, что xnВоa и укажем посл-ть an удовл. равенству xn=a+an. Для этого просто положим an=xn-a, тогда при nВо¥½xn-a½ равно растоянию от xn до а Во 0 => an б/м и из равенства преобразования определяю an получаем xn=a+an.
Свойство б/м
Если {xn},{yn}- любые посл-ти, то их сумма {xn+yn}, это есть пос-ть с общим членом xn+yn. Аналогично с разностью, частным и умножением.
Т-ма о св-вах б/м
а) {xn}и{yn}-б/м пос-ти, б/м
1) их сумма, разность и произведение являются б/м
2) Произведение любой огранич. посл-ти на б/м являются б/м
!О частном не говорят, т.е. частное б/м может не быть б/м.
Посл-ть {xn} явл. б/б, если для любого числа с>0 сущ-ет номер N для всех номеров n>N ½xn½>c.
!Понятие б/б не совпадает с неограниченной: посл-ть может быть неогранич., но не является б/б.
Пример 1,1/2,3,1/4,5,1/6,7тАж явл. неогранич., т.е. принимает сколь угодно большие по модулю значения, однако в ней имеются эл-ты со сколь угодно большими номерами принимающие дробные знач. и сколь угодно малые по модулю.
Св-ва сходящихся посл-тей
Теорема ВлОб единственности пределовВ»
Если посл-ть xn сходится, то она имеет единственный предел.
Док-во (от противного)
{xn} имеет два разл. Предела a и b, а¹b. Тогда согласно определению пределов любая из окрестностей т. а содержит все эл-ты посл-ти xn за исключением конечного числа и аналогичным св-вом обладает любая окрестность в точке b. Возьмем два радиуса e= (b-a)/2, т.к. эти окрестности не пересекаются, то одновременно они не могут содержать все эл-ты начиная с некоторого номера. Получим противоречие теор. док-на.
Теорема ВлСходящаяся посл-ть ограниченаВ»
Пусть посл-ть {xn}Воа e >о N:"n>N½xn-a½N => что каждый из членов посл-ти удовлетворяет неравенству½xn½£ c = max {½a-e½,½a+e½,½xn½,тАж,½xn-1½}
Теорема ВлОб арифметических дейсьвияхВ»
Пусть посл-ть {xn}Воa,{yn}Воb тогда арифметические операции с этими посл-тями приводят к посл-тям также имеющие пределы, причем:
а) предел lim(nВо¥)(xnВ±yn)=aВ±b
б) предел lim(nВо¥)(xn*yn)=a*b
в) предел lim(nВо¥)(xn/yn)=a/b, b¹0
Док-во:
а)xnВ±yn=(а+an)В±(b+bn)=(aВ±b)+(anВ±bn) Правая часть полученная в разности представляет сумму числа a+b б/м посл-тью, поэтому стоящая в левой части xn+yn имеет предел равный aВ±b. Аналогично др. св-ва.
б) xn*yn=(а+an)*(b+bn)=ab+anb+abn+anbn
an*b тАУ это произведение const на б/м
а*bnВо0, anbnВо0, как произведение б/м.
=> поэтому в правой части стоит сумма числа а*b+ б/м посл-ть. По т-ме О связи сходящихся посл-тей в б/м посл-ти в правой части xn*yn сводится к a*b
Практический вывод состоит в том, что нахожд. пределов посл-тей заданных сл. выражениями можно сводить к более простым задачам вычисления lim от составляющих этого выр-ния
Посл-ть {xn} наз-ся возр., если x1<тАжнеубывающей, если x1£x2£тАж£xn£xn+1£тАж; убывающей, если x1>x2>тАж>xn>xn+1>тАж; невозр., если x1³x2³тАж³xn³xn+1³тАж
Все такие посл-ти наз-ся монотонными. Возр. и убыв. наз-ся строго монотонными
Монотонные посл-ти ограничены с одной стороны, по крайней мере. Неубывающие ограничены снизу, например 1 членом, а не возрастыющие ограничены сверху.
Теорема ВлО сходимости монотон. посл-тиВ»
Всякая монотонная посл-ть явл-ся сходящейся, т.е. имеет пределы.
Док-во Пусть посл-ть {xn} монотонно возр. и ограничена сверху. X тАУ все мн-во чисел которое принимает эл-т этой посл-ти согласно усл. Теоремы это мн-во огранич., поэтому по соотв. Теореме оно имеет конечную точную верх. грань supX xnВоsupX (обозначим supX через х*). Т.к. х* точная верх. грань, то xn£x* " n. " e >0 вып-ся нер-во $ xm(пусть m- это n с крышкой):xm>x*-e при " n>m => из указанных 2-х неравенств получаем второе неравенство x*-e£xn£x*+e при n>m эквивалентно ½xn-x*½m. Это означает, что x* явл. пределом посл-ти.
Экспонента или число е
Ф-ции одной переменной
Обратные ф-ции
6. Экспонента или число е
Р-рим числ. посл-ть с общим членом xn=(1+1/n)^n (в степени n)(1) . Оказывается, что посл-ть (1) монотонно возр-ет, ограничена сверху и сл-но явл-ся сходящейся, предел этой пос-ти наз-ся экспонентой и обозначается символом еВ»2,7128тАж
Док-ть сходимость посл-ти (1)
Для док-ва введем вспом-ю ф-цию y=(1+x)^1/x, x>0 Ясно что при знач. x=1,1/2,1/3,тАж,1/n,тАж значение ф-ции y совпадает с соответствующими эл-ми (1).
Док-м что ф-ция у монотонно убывает и огран. сверху => монотонное возр. посл-ти (1) и ограниченность ее сверх. Поскольку lg x явл-ся монотонно возр., но монотонное убыв. ф-ции у и ее огранич. сверху эквивалентны том, что ф-ция lgy, которая равняется 1/хlg(1+x) (2) имеет те же самые св-ва, т.е. 01/x2* *lg(1+x2) (3). Огранич. сверху $ M:1/xlg(1+x)£lgM "x>0 (4). Возьмем любую лин. ф-цию вида y=kx которая превосходит lg(1+x) при всех x>0.
tga1=(lg(1+x1))/x1 a1>a2=>tga1>tga2
tga2=(lg(1+x2))/x2
Поскольку a1>a2, то tga1>tga2, а это равносильно равенству (3). Поскольку y>lg(1+x) "x>0 => kx>
>lg(1+x) "x>0
Принимая во внимания ф-ции у с пос-ть xn приходим к нужному утверждению. Число е явл-ся неизбежным спутником динамических процессов: почти всегда показатели изменяющиеся во времени характеризующие такие процессы зависят от времени через экспонициальную ф-цию y=e^x и ее модификации.
Пр-р: если ставка сл-ных % равна r и инвестор положил в банк первоначальный вклад равный Р причем % начисляются m раз в год (r- годовая ставка) тогда через n- лет наращенная сумма нач-ся по ф-ле сл. % при m кратном их начислению.
Sn=P(1+r/m)^mn (5) Предположим теперь % нач-ся непрерывным образом, т.е. число периодов нач-ния неограничено ув-ся. Мат-ки это соотв-ет тому, что выражение (5) надо р-равать, как общий член посл-ти Xm, а непрерывному нач-нию соот-ет наращенная ф-ция lim(nВо¥)P(1+r/m)^mn=Pe^rn
Lg(e)x имеет спец. Обозначение lnx.
Принцип вложенных отрезков
Пусть на числовой прямой задана посл-ть отрезков [a1,b1],[a2,b2],тАж,[an,bn],тАж
Причем эти отрезки удовл-ют сл. усл.:
1) каждый посл-щий вложен в предыдущий, т.е. [an+1,bn+1]Ì[an,bn], "n=1,2,тАж;
2) Длины отрезков Во0 с ростом n, т.е. lim(nВо¥)(bn-an)=0. Посл-ть с указанными св-вами наз-ют вложенными.
Теорема Любая посл-ть вложенных отрезков содержит единную т-ку с принадлежащую всем отрезкам посл-ти одновременно, с общая точка всех отрезков к которой они стягиваются.
Док-во {an}-посл-ть левых концов отрезков явл. монотонно не убывающей и ограниченной сверху числом b1.
{bn}-посл-ть правых концов монотонно не возрастающей, поэтому эти посл-ти явл. сходящимися, т.е. сущ-ют числа с1=lim(nВо¥)an и с2=lim(nВо¥)bn => c1=c2 => c - их общее значение. Действительно имеет предел lim(nВо¥)(bn-an)= lim(nВо¥)(bn)- lim(nВо¥)(an) в силу условия 2) o= lim(nВо¥)(bn-an)=с2-с1=> с1=с2=с
Ясно что т. с общая для всех отрезков, поскольку "n an£c£bn. Теперь докажем что она одна.
Допустим что $ другая стАШ к которой стягиваются все отрезки. Если взять любые не пересекающиеся отрезки с и стАШ, то с одной стороны весь ВлхвостВ» посл-тей {an},{bn} должен нах-ся в окрестностях т-ки стАШтАШ(т.к. an и bn сходятся к с и стАШ одновременно). Противоречие док-ет т-му.
Принцип вложенных отрезков
Т-ма. Любая пос-ть вложенных отрезков содержит единств. т-ку сÎвсем отрезкам посл-ти одновременно, к которой они стягиваются.
Док-во. {an} пос-ть левых концов явл. монотонно неубыв. И огран. свеху числом b1; посл-ть правых концов {bn} монотонно не возр. и ограничена снизу а1, поэтому эти посл-ти сходящ., т.е. $ числа c1=lim(nВо¥)an и c2=lim(nВо¥)bn.
Докажем что с1=с2 и сл-но их общая знач. может обозначить через с. Действ. имеется предел lim(nВо¥)(bn-an)= lim(nВо¥)bnВо lim(nВо¥)an=c2-c1=c ясно что с общая для всех отрезков поскольку для " n an£c£bn. Осталось доказать единство данной т-ки (от противного). Допустим есть cтАШ¹c к которой стягиваются все отрезки. Если взять любые пределы окр. точек с и стАШ, то с одной стороны весь ВлхвостВ» {an}, {bn}, должен нах-ся в окрестности т-ки с, а др. в стАШ, т.к. an и bnВо c и cтАШ одновр. Противореч. док-ет т-му.
7.Ф-ции одной переменной
Если задано правило по которому каждому значению перем. Величины х из мн-ва Х ставится соответствие 1 значению перем. У то в этом случае говорят, что задана ф-ция 1-й переменной.
Y=f(x); x тАУаргумент независ. перемен., y- зав. пер.
X=Df=D(f) y={y;y=f(x),xÎX} x1ÎX1, y1=f(x1)
1) аналит. способ; 2)Табличный способ;
3) Графический способ;
4)Min и max ф-ции: ф-ция f(x) ограничена, если огран. ее мн-во знач У, т.е. $ m,M: m£f(x)£M "xÎX
m£f(x) "xÎX => огр. сн.; f(x)£M, "xÎX=> огр. св.
Обратные ф-ции
Если задано правило по которому каждому значению yÎY ставится в соответствие Во ед. знач. х, причем y=f(x), то в этом случае говорят, что на мн-ве Y определена ф-ция обратная ф-ции f(x) и обозначают такую ф-цию x=f^-1(y).
Предел ф-ции в точке
Свойства предела ф-ции в точке
Односторонние пределы ф-ции в т-ке:
Предел ф-ции в т-ке
Предел и непрерывность функции
Предел. Односторонний предел.
Предел ф-ции в точке
y=f(x) X
опр. " {xn} ÌX, xnВоx0
f(xn)ВоA,=> f(x) в т. x0 (при , xnВоx0) предел = А
А=lim(xВоx0)f(x) или f(x)ВоA при xВоx0
Т-ка x0 может Î и Ï мн-ву Х.
Свойства предела ф-ции в точке
1) Если предел в т-ке сущ-ет, то он единственный
2) Если в тке х0 предел ф-ции f(x) lim(xВоx0)f(x)=A
lim(xВоx0)g(x)£B=> то тогда в этой т-ке $ предел суммы, разности, произведения и частного. Отделение этих 2-х ф-ций.
а) lim(xВоx0)(f(x)В±g(x))=AВ±B
б) lim(xВоx0)(f(x)*g(x))=A*B
в) lim(xВоx0)(f(x):g(x))=A/B
г) lim(xВоx0)C=C
д) lim(xВоx0)C*f(x)=C*A
Док-во xnВоx0, $ lim(xВоx0)f(x)=A по опр. f(xn)ВоA {f(xn)}
Односторонние пределы ф-ции в т-ке:
Опр. А - предел ф-ции f(x) справа от точки х0, если f(x)ВоA при хВох0, и x>x0
Формально это означает, что для любой посл-ти {xn}Воx0, вып-ся условие xn>x0, f(x)ВоA. Обозначим f(x0+0) и f(x0+) lim(xВоx0+0)f(x)Во
И также с минусами.
Признак $ предела
Т-ма Для того чтобы f(x) имела предел в т-ке х0 необх., тогда в этой т-ке ф-ция f имеет совпадающ. Между собой одностор. предел (f(x0+)=f(x0-) (1), которые равны пределу ф-ции.
Док-во. f(x) имеет в т-ке х0 предел А, тогда f(x)ВоA независимо от того приближается ли х к х0 по значению больше х0 или меньше это означает равенство (1)
Предел ф-ции в т-ке
Число А наз-ся пределом ф-ции в т-ке х0 если "e>0 найдется такое число В>0, для всех х отличных от х0 и (х-х0)<0 должно ½f(x)-A½" e >0 из ½х-х0½Пусть ½f(x)-x0½ ½f(x)-x0½Свойства пределов. Непрерывность ф-ции.
Ф-ция f(x) непрерывна в т-ке х0 если предельное значение в этой т-ке равно самому знач. в этой точке.
Предел и непрерывность функции
Пусть ф-ция f(x) определена на некотором пр-ке Х* и пусть точка х0ÎХ или х0ÏХ.
Опр. Число А наз-ся пределом ф-ции f(x) в точке х=х0, если для " e>0 $ d>0 такое, что для всех хÎХ, х¹х0, удовлетвор. неравенству ½х-х0½Пример Используя определение, док-ть что ф-ция f(x)=C(C-некоторое число) в точке х=х0(х0-любое число) имеет предел, равный С, т.е. lim (xВоx0)C=C
Возьмем любое e>0. Тогда для любого числа d>0 выполняется треюуемое неравенство ½f(x)-C½=½C-C½=0 lim(xВоx0)C=C
Свойства пределов. Непрерывность ф-ции.
Теорема. Пусть ф-ции f(x) и g(x) имеют в т-ке х0 пределы В и С. Тогда ф-ции f(x)В±g(x),f(x)g(x) и f(x)/g(x) (при С¹0) имеют в т-ке х0 пределы, равные соответственно ВВ±С, В*С, В/С, т.е. lim[f(x)В±g(x)]= BВ±C, lim[f(x)*g(x)]= B*C, lim[f(x)/g(x)]= B/C
Теорема также верна если х0 явл. +¥, -¥, ¥
Опр. Ф-ция f(x) наз-ся непрерыной в точке х=х0, если предел ф-ции и ее значение в этой точке равны, т.е. lim(xВоx0)f(x)=f(x0)
Теорема Пусть ф-ции f(x) и g(x) непрерывны в т-ке х0. Тогда ф-ции f(x)В±g(x), f(x)*g(x) и f(x)/g(x) также непрерывны в этой т-ке.
10. Предел. Односторонний предел.
Опр.Числом А наз-ся предел f(x) в т-ке х0, если для любой окрестности А$ окрестность (х0):"xÎокрестности (x0) выполняется условие f(x)Îокрестности.
Теорема Все определения предела эквивалентны между собой.
Опр. Число А называется пределом ф-ции f(x) справа от т.х0(правым предело f(x0)) если f(x)ВоA при хВох0, х>x0
Формально это означает, что для любой посл-ти сходящейся к х0 при xn>x0 выполняется условие f(xn)ВоA
Запись: f(x0+o), f(x0+ ). lim(xВоx0+o)f(x) где запись xВоx0+o как раз означает стремление к х0 по мн-ву значений >чем х0.
Опр. Предел слева аналогично и исп-ся запись f(x0-o);f(x0-)
Теорема. Для того чтобы ф-ция f(x) имела предел в точке х0 необходимо и достаточно когда в этой т-ке ф-ция имеет совпадающие между собой одностороние пределы (f(x0+)=f(x0-)) значение которые равны пределу ф-ции, т.е. f(x0+)=
f(x0-)=lim(xВоx0)f(x)=A
Док-во
а) допустим ф-ция имеет в точке х0 предел равный А, тогда f(x)Во А независимо от того, приближается ли х к х0 по значению > x0 или <, а это означает равенство 1.
б) пусть односторонние пределы сущ-ют и равны f(x0+)=f(x0-) докажем, что $ просто предел. Возьмем произвольную {xn}Вох0 разобьем если это необходимо эту последовательность на две подпоследовательности.
1. члены которые нах-ся слева от х0 {xтАШn};
2. члены которые нах-ся справа от х0 {хтАШтАШn};
xтАЩnВоx0-o xтАЩтАЩnВоx0+o, т.к. односторонние пределы $ и равны, то f(xтАШn)ВоA и f(xтАШтАШn)ВоA поэтому посл-ть значений ф-ций {f(xn)} которая также след. справа:
1){f(xтАШn)} и {f(xтАШтАШn)} имеет f(xn)ВоA на основании связи между сходимостью последовательностей
Пределы ф-ции на бесконечности
Два замечательных предела
Б/м ф-ции и их сравнения
Непрерывные ф-ции. Непрерывность.
11. Пределы ф-ции на бесконечности
Они нужны для исследования поведения ф-ции на переферии.
Опр. ф-ция f(x) имеет предел число А при xВо+¥ если " {xn} которая Вок +¥ соответствующая ей последовательность {f(xn)}ВоA в этом случае мы пишем lim(xВо+¥)f(x)=A. Совершенно аналогично с -¥.
Опр. Будем говорить что ф-ция f(x) имеет пределом число А при xВо¥ {f(xn)} сходится к А
Бесконечные пределы ф-ции
Вводятся как удобные соглашения в случае, когда конечные пределы не $-ют.
Р-рим на премере: lim(xВоo+)(1/x)
Очевидно не сущ-ет, т.к. для " {xn}Во+о посл-ть {f(xn)}={1/xn}, а числ. посл-ть сводятся к +¥.
Поэтому можно записать lim(xВоo+)1/x=+¥ что говорит о неограниченных возрастаниях предела ф-ции при приближении к 0.
Аналогично с -¥.
Более того символы +¥ и -¥ употребляются в качестве предела ф-ции в данной т-ке лишь условно и означают например, что если {xn}Воx0 то {f(xn)}ВоВ±¥,¥
12. Два замечательных предела
1) lim(xВо0)sin/x=1
2) Явл. обобщением известного предела о посл-ти. Справедливо сл. предельное соотношение:
lim(nВо¥)(1+1/n)^n=e (1)
lim(nВо0)(1+x)^1/x=e (2)
t=1/x => при хВо0 tВо¥ из предела (2) => lim(xВо¥) (1+1/x)^x=e (3)
Док-во
1)xВо+¥ n x:n=[x] => n£x 1/(n+1)<1/x<1/n
Посколько при ув-нии основания и степени у показательной ф-ции, ф-ция возрастает, то можно записать новое неравенство (1/(n+1))^n£(1+1/n)^x£ (1+1/n)^(n+1) (4)
Рассмотрим пос-ти стоящие справа и слева. Покажем что их предел число е. Заметим (хВо+¥, nВо¥)
lim(nВо¥)(1+1/(n+1))=lim(nВо¥)(1+1/(n+1))^n+1-1= lim(nВо¥)(1+1/(n+1))^n+1*lim(nВо¥)1/(1+1/(n+1))=e
lim(nВо¥)(1+1/n)^n+1= lim(nВо¥)(1+1/n)^n* lim(nВо¥)(1+1/n)=e*1=e
2) xВо-¥. Сведем эту ситуацию к пред. Случаю путем замены переменной y=-x => yВо+¥, при xВо-¥.
lim(xВо-¥)(1+1/x)^x=lim(yВо+¥)(1-1/y)^-y= lim(yВо+¥)((y-1)/y)^y=lim(yВо+¥)(1+1/(y-1))^y=e
3) Пусть xВо¥ произвольным образом это означает при любом любом выборе посл-ти xn сходящихся к Во¥ мы должны иметь в силу (3) соотношение lim(xВо¥)(1+1/xn)^xn=e (5)
Условие 5~3, т.е расшифровка 3 на языке посл-ти. Выделим из посл-ти xn 2 подпосл-ти: {xтАШn}Во+¥,
{xтАШтАШn}Во-¥. Для каждой посл-ти по доказанному в п.1 и п.2 справедливо предельное соотношение 5 если заменить xnВоxтАШnxтАШтАШn. По т-ме о связи
13. Б/м ф-ции и их сравнения
Опр. Ф-ция a(х) наз-ся б/м если ее предел в этой т-ке равен 0 из этого определения вытекает следующее св-во б/м ф-ций:
а) Алгебраическая сумма и произведение б/м ф-ций есть б/м ф-ции.
б) Произведение б/м ф-ции на ограниченную ф-цию есть б/м ф-ция, т.е. если a(х)Во0 при хВох0, а f(x) определена и ограничена ($ С:½j(х)½£С)=> j(х)a(х)Во0 при хВох0
Для того чтобы различать б/м по их скорости стремления к 0 вводят сл. понятие:
1) Если отношение 2-х б/м a(х)/b(х)Во0 при хВох0 то говорят что б/м a имеет более высокий порядок малости чем b.
2) Если a(х)/b(х)ВоA¹0 при хВох0 (A-число), то a(х) и b(х) наз-ся б/м одного порядка.
3) если a(х)/b(х)Во1 , то a(х) и b(х) наз-ся эквивалентными б/м (a(х)~b(х)), при хВох0.
4) Если a(х)/b^n(х)ВоА¹0, то a(х) наз-ся б/м n-ного порядка относительно b(х).
Аналогичные определения для случаев: хВох0-, хВох0+, хВо-¥, хВо+¥ и хВо¥.
14. Непрерывные ф-ции. Непрерывность.
Опр. f(x) непрерывны Х0 и при этом ее предел в этой т-ке сущ-ет и равен знач. ф-ции в этой т-ке, т.е. lim(xВоx0)f(x)=f(x0)-непрерывность ф-ции в т-ке. Из определения вытекает что в случае непрерывности ф-ции в данной т-ке вычитание пределов сводится к вычит. знач. ф-ции в данной т-ке. Равенство lim(xВоx0)x=x0 (1тАШ). Т.е знак предела у непрерывной ф-ции можно вносить в аргумент ф-ции. Геометрически непрерывность ф-ции в т-ке х0 означает что ее график в этой т-ке не имеет разрыва. Если обозначить через Dу приращение ф-ции, т.е. Dу=f(x0+Dx)-f(x0) (приращение ф-ции в т. х0). ВлDВ» - символ приращения.
Приращение аргумента в т-ке х0 это соответствует тому, что текущая т. х, то условие непрерывности в т-ке х0 записывается сл. образом lim(DxВо0)Dy=0~ DуВо0 (1тАШтАШ). Если в т-ке х0 ф-ция непрерывна, то приращение ф-ции Во0 приращение аргумента.
f(x) непрерывна в т-ке х0 <º> DyВо0 при DхВо0.
Если понятие предела приводит к понятию непр. Ф-ции то понятие одностороннего предела приводит к понятию односторонней непр. точки.
Опр. Если f(x) имеет предел справа в т-ке х0(=f(x0+)) и этот предел равен значению ф-ции ф-ции в т-ке х0, т.е. f(x0+)=lim(xВоx0,x>x0)f(x)=f(x0), то ф-ция f(x) наз-ся непр. справа в т-ке х0.
Аналогично при вып-нии усл. f(x0-)=lim(xВоx0, xЯсно что справедлива сл.теорема вытекающая из связи односторонних пределов ф-ция f(x) непр. в т-ке х тогда, когда она непр. в этой т-ке, как справа, так и слева. f(x0-)=f(x0+)=f(x0)
Опр. Ф-ция f(x) непрерывна на некотором пр-ке D, если в каждой т-ке этого пр-ка при этом, если пр-ток D содержит граничную т-ку, то будем подразумевать соотв. одностор. непр. ф-ции в этой т-ке.
Пример Р-рим степенную производст. ф-цию
Q=f(k)=k^1/2 Q-объем выпуска продукции, к тАУ объем капитала. D(f)=R+=>f(0)=0 и очевидно f(0+) $ и равно 0 => что данная ф-ция непр. на своей обл. опр-ния. Большинство ф-ций исп-мых в эк-ке непр. Например непр. ф-ции означает, что при малом изменении капитала мало будет меняться и выпуск пр-ции (DQВо0 при DkВо0). Ф-ции которые не явл. непр. наз-ют разрывными соотв. т-ки в которых ф-ция не явл. непр. наз-ся т-кой разрыва
Классификация т-ки разрыва
Непр. ф-ции на пр-ке
Теорема ВЕЙЕРШТРАССА
15. Классификация т-ки разрыва
Все т-ки р-рыва делятся на 3 вида: т. устранимого р-рыва; точки р-рыва 1-го , и 2-го рода.
а) если в т-ке х0 $ оба односторонних предела, которые совпадают между собой f(x0+)= f(x0-), но ¹ f(x0), то такая т-ка наз-ся точкой устранимого р-рыва.
Если х0 т-ка устранимого р-рыва, то можно перераспределить ф-цию f так чтобы она стала непр. в т-ке х0. Если по ф-ции f построить новую ф-цию положив для нее знач. f(x0)= f(x0-)=f(x0+) и сохранить знач. в др. т-ках, то получим исправл. f.
б) если в т-ке х0 $ оба 1-стороних предела f(x0В±), которые не равны между собой f(x0+)¹f(x0-), то х0 наз-ся т-кой р-рыва первого рода.
в) если в т-ке х0 хотя бы 1 из односторонних пределов ф-ции не $ или бесконечен, то х0 наз-ся т-кой р-рыва 2-го рода.
При исслед. Ф-ции на непр. классификации возможных т-к р-рыва нужно применять во внимание сл. замечания:
1) Все элементарные ф-ции непрер. во внутренних т-ках своих областей определения => при исл. элементарных ф-ций нужно обращать внимание на гранич. т-ки обл-ти опр-ния.
2) Если ф-ция задана кусочно, т.е. различными соотношениями на частях своей обл. опр., то подозрительными на разрыв явл. граничные т-ки частей обл-ти опр.
3) Св-ва непр. ф-ций. Многие св-ва непр. ф-ций легко понять опираясь на их геометр. св-ва:
график непр. ф-ции на пр-ке D представляет сплошную(без р-рывов) кривую на пл-тях и след-но может отображена без отрыва ручки от бумаги.
I) Ф-ция непр. в т-ке х0 обязательно ограничена в окрестностях этой т-ки.(св-во локал. огранич-ти)
Док-во использует опр-ние на языке e и d. Если f непр. в т-ке х0 то взяв любое e>0 можно найти d>0 ½f(x)-f(x0)½II) Св-ва сохранения знака Если f(x) непр. в т-ке х0 и f(x0)¹0 то $ окрестность этой т-ки в которой ф-ция принимает тот же знак что и знак х0.
III)Теорема о промежуточных знач. ф-ции f(x) непр. на отрезке [a,b] и f(a)=A, f(b)=B причем A¹B => CÎ(A,B) $ cÎ(a,b):f(c)=C f(c)=f(cтАШ)=f(cтАШтАШ).
IV)Теорема о прохожд. непр. ф-ции через 0. Если f(x) непр. на отрезке (a,b) и принимает на концах этого отрезка значение разных знаков f(a) f(b), то $ т-ка сÎ(a,b).
Док-во Одновременно содержит способ нах-ния корня ур-ния f(x0)=0 методом деления отрезка пополам. f(d)=0 c=d Т-ма доказана.
Пусть f(d)¹0 [a,d] или [d,b] ф-ция f принимает значение разных знаков. Пусть для определ-ти [a,d] обозначим через [a1,b1]. Разделим этот отрезок на 2 и проведем рассуждение первого шага док-ва в итоге или найдем искомую т-ку d или перейдем к новому отрезку [a2,d2] продолжая этот процесс мы получим посл-ть вложения отрезков [a1,b1]>[a2,b2] длинна которых (a-b)/2^nВо0, а по т-ме о вл-ных отрезков эти отрезки стягиваются к т-ке с. Т-ка с явл. искомой с:f(c)=0. Действительно если допустить, что f(c)¹0 то по св-ву сохр. знаков в некоторой d окрестности, т-ке с f имеет тот же знак что и значение f(c) между тем отрезки [an,bn] с достаточно N попабают в эту окрестность и по построению f имеет разный знак на концах этих отрезков.
Непр. ф-ции на пр-ке
f непр. в т-ке х0 => f непрер. в т-ке х0 и f(x0)¹0 => f непр. на [a,b] и f(x)*f(b)=0 (f(x)*f(b)>0 в окр-ти х0) => $ сÎ(a,b). f(c)=0 сл-но 2 св-ва непр. ф-ции на отрезке обоснованны.
Т-ма 1(о огран. непр. ф-ции на отрезке). Если f(x) непр. на [a,b], тогда f(x) огран. на этом отрезке, т.е. $ с>0:½f(x)½£c "xÎ(a,b).
Т-ма 2( о $ экстр. непр. ф-ции на отр.). Если f(x) непр. на [a,b], тогда она достигает своего экстр. на этом отрезке, т.е. $ т-ка max X*:f(x*)³f(x) "xÎ[a,b], т-ка min X_:f(x_)£f(x) "xÎ[a,b].
Теорема ВЕЙЕРШТРАССА. Эти теремы неверны если замкнутые отрезки заменить на др. пр-ки
Контрпример 1. f(x)=1/2 на (0;1] Во f тАУ неогр. на (0;1] хотя и непрерывны.
Контрпример 2. f(x)=x; на (0;1) f(x) тАУ непр. inf(xÎ(0;1))x=0, но т-ки x_Î(0;1):f(x_)=0, т-ки x*, хотя sup(xÎ(0;1))x=1
Док-во т-мы 1. Используем метод деления отрезка пополам. Начинаем от противного; f неогр. на [a,b], разделим его, т.е. тогда отрезки [a;c][c;b] f(x) неогр.
Обозн. [a1,b1] и педелим отрез. [a2,b2], где f-неогр. Продолжая процедуру деления неогр. получаем послед. влож. отрезки [an;bn] котор. оттяг. к т-ке d (d=c с надстройкой) из отрезка [a,b], общее для всех отр. Тогда с одной стороны f(x) неогр. в окр-ти т-ки d на конц. отрезка [an,bn], но с др. стороны f непр. на [a,b] и => в т-ке d и по св-ву она непр. в некоторой окрестности d. Оно огран. в d => получаем против. Поскольку в любой окр-ти т-ки d нах-ся все отрезки [an;bn] с достаточно большим 0.
Док-во т-мы 2. Обозначим E(f) тАУ множиством значений ф-ии f(x) на отр. [a,b] по предыд. т-ме это мн-во огран. и сл-но имеет конечные точные грани supE(f)=supf(x)=(при хÎ[a,b])=M(<¥). InfE(f)= inff(x)=m(m>-¥). Для опр. докажем [a,b] f(x) достигает макс. на [a,b], т.е. $ х*:f(x)=M. Допустим противное, такой т-ки не $ и сл-но f(x)0
!0 1£c(M-f(x)) => f(x) £M-1/c "xÎ[a,b]
Однако это нер-во противор., т.к. М-точная верхн. грань f на [a,b] а в правой части стоит тАЬCтАЭ
Следствие: если f(x) непр. [a,b]тогда она принимает все знач. заключ. Между ее max и min, т.е. E(f)=[m;M], где m и M тАУmax и min f на отрезке.
Дифференцирование ф-ций
Пр-ные и дифференциалы выс. Порядков.
Теорема Ферма Теорема Ролля Теорема Логранджа Теорема Коши Правило Лопиталя
16. Дифференцирование ф-ций
Центральная идея диффер. ф-ций явл-ся изучение гладких ф-ций (без изломов и р-рывов кривые) с помощью понятия пр-ной или с помощью линейных ф-ций y=kx+b обладает простейшими наглядн. ф-циями; у=kтАШ => k>0 то у возр. при всех х, k<0-то у убыв. при всех х, k=0 тАУ ф-ция постоянна
Определение пр-ной
1) Пусть ф-ция y=f(x) определена по крайней мере в окр-тях т-ки х0, таким приращения Dх эл-нт. Составим соотв. ему приращения ф-ции т-ки х0. Dy=Df(x0)=f(x0+Dx)-f(x0)
Образуем разностное отношение Dy/Dx=Df(x0)/Dx (1) (это разностное отношение явл. ф-цией Dх, т.к. х0-фиксирована, причем при DхВо0 мы имеем дело с неопр. 0/0).
Опр. Пр-ной ф-ции y=f(x) наз-ся предел разностного отношения 1 (при условии если он $), когда DхВо0. Производная это предел отношения приращения в данной т-ке к приращению аргумента при усл., что посл-ть Во к 0. Эта производная обозначается через df(x0)/dx или fтАШ(x0), утАШ (если данная т-ка х0 подразумевается или же речь идет о пр-ной в любой текущей т-ке х. Итак согласно определению fтАШ(x0)=lim(DxВо0) (f(x0+Dx)-f(x0))/Dx (2)
Если ф-ция f(x) имеет в т-ке х0 пр-ную, т.е. предел в правой части (2) $, то говорят что f(x) дифференц. в т-ке х0.
2) Непрерывность и дифференцируемость
Т-ма. Если ф-ция f(x) дифференц. в т-ке х0 то она непрерывна в этой т-ке, причем имеет место разложения Df в т-ке х0 Df(x0)=f(x0+Dx)-f(x0)= fтАШ(x0)Dx+a(Dx)Dx (3), где a(Dx)-б/м ф-ия при DхВо0
Док-во. Заметим, что разложение (3) верно, что из него сразу следует что при DхВо0 Df(x0)Во0, => в т-ке х0 ф-ция непр. Поэтому осталось док-ть рав-во (3). Если пр-ная $ то из определения (2) и связи предела с б/м =>, что $ б/м ф-ция a(Dх) такая что Df(x0)/Dx=fтАШ(x0)+a(Dx) отсюда рав-во (3) пол-ся умножением на Dx.
Примеры.
1)Пр-ная постоянная и ф-ция равна 0, т.е. y=c=const "x, тогда yтАШ=0 для "х. В этом случае Dy/Dx числитель всегда равен пустому мн-ву, сл-но это отношение равно 0, => значит эго отн-ние = 0.
2)Пр-ная степенной ф-ции, у=х^k, yтАШ=kx^(k-1) " kÎN. Док-м для к=0 исходя из опр-ния пр-ной. Возьмем " т-ку х и дадим приращение Dх составим разностное отношение Dу/Dх=(х+Dх)^2-x^2/Dx=2х+ Dх => lim(DxВо0)Dy/Dx=2x=yтАШ. В дейст-ти док-ная ф-ла р-раняется для любых к.
3)Пр-ная экспон-ной ф-ции, у=е^x => yтАШ=e^x. В данном случае Dy/Dx=(e^x+Dx-e^x)/Dx=e^x(e^Dx-1)/ Dx. Одеако предел дробного сомножителя = 1.
4)y=f(x)=½x½=(x, x>0;-x,x<0). Ясна что для " х¹0 производная легко нах-ся, причем при yтАШ=1при x>0 yтАШ=-1 при x<0. Однако в т-ке x=0 пр-ная не $. Причина с геом т-ки зрения явл. невозможность проведения бесисл. мн-во кассат. к гр-ку ф-ции. Все кассат. имеют угол от [-1,+1], а с аналит. т-ки зрения означает что прдел 2 не $ при x0=0. При Dx>0 Dy/Dx=Dx/Dx=1=>lim(DxВо0,Dx>0)Dy/Dx=1 А левый предел разн-го отн-ния будет тАУ1. Т.к. одностор. пред. Не совпадают пр-ная не $. В данном случае $ одностор. пр-ная.
Опр. Правой(левой) пр-ной ф-ции в т-ке х0, наз-ся lim отношения (2) при усл. что DхВо0+(DхВо0-).
Из связи вытекает утвержд., если f(x) дифференц. в т-ке х0, то ее одностор. пр-ная также $ и не совпадает fтАШ(x0-) и fтАШ(x0+) обратно для $ пр-ной fтАШ(x0) необходимо, чтобы прав. и лев. пр-ные совпад. между собой. В этом случае они не совпад.
17. Пр-ные и дифференциалы выс. Порядков.
Пр-ная fтАШ(x) тАУ первого порядка; fтАШтАШ(x) тАУ второго; fтАШтАШтАШ(x)-третьего; fn(x)=(f(n-1)(x))тАШ. Пр-ные начиная со второй наз-ся пр-ными выс. порядка.
Дифференциал выс. порядков
dy= fтАШ(x)dx тАУ диф. первого порядка ф-ции f(x) и обозначается d^2y, т.е. d^2y=fтАШтАШ(x)(dx)^2. Диф. d(d^(n-1)y) от диф. d^(n-1)y наз-ся диф. n-ного порядка ф-ции f(x) и обознач. d^ny.
Теорема Ферма. Пусть ф-ция f(x) определена на интервале (a,b) и в некоторой т-ке х0 этого интервала имеет наибольшее или наименьшее знач. Тогда если в т-ке х0 $ пр-ная, то она = 0, fтАШ(x0)=0.
2)Теорема Ролля. Пусть на отрезке [a,b] определена ф-ция f(x) причем: f(x) непрерывна на [a,b]; f(x) диф. на (a,b); f(a)=f(b). Тогда $ т-ка сÎ(a,b), в которой fтАШ(c)=0.
3)Теорема Логранджа. Пусть на отрезке [a,b] определена f(x), причем: f(x) непр. на [a,b]; f(x) диф. на [a,b]. Тогда $ т-ка cÎ(a,b) такая, что справедлива ф-ла (f(b)-f(a))/b-a= fтАШ(c).
4)Теорема Коши. Пусть ф-ции f(x) и g(x) непр. на [a,b] и диф. на (a,b). Пусть кроме того, g`(x)¹0. Тогда $ т-ка сÎ(a,b) такая, что справедл. ф-ла (f(b)-f(a))/(g(b)-g(a))=fтАШ(c)/gтАШ(c).
Правило Лопиталя.
Раскрытие 0/0. 1-е правило Лопиталя. Если lim(xВоa)f(x)= lim(xВоa)g(x), то lim(xВоa)f(x)/g(x)= lim(xВоa)fтАШ(x)/gтАШ(x), когда предел $ конечный или бесконечный.
Раскрытие ¥/¥. Второе правило.
Если lim(xВоa)f(x)= lim(xВоa)g(x)=¥, то lim(xВоa)f(x)/g(x)= lim(xВоa)fтАШ(x)/gтАШ(x). Правила верны тогда, когда xВо¥,xВо-¥,xВо+¥,xВоa-,xВоa+.
Неопред-ти вида 0¥, ¥-¥, 0^0, 1^¥, ¥^0.
Неопр. 0¥, ¥-¥ сводятся к 0/0 и ¥/¥ путем алгебраических преобразований. А неопр. 0^0, 1^¥, ¥^0 с помощью тождества f(x)^g(x)=e^g(x)lnf(x) сводятся к неопр вида 0
Выпуклые и вогнутые ф-ции
Т-ки перегиба
Выпуклость и вогнутость.
Б/б пол-ти
Гладкая ф-ция
Эластичность ф-ций
Выпуклые и вогнутые ф-ции
Для хар-ки скорости возр. или убыв. ф-ции, а также крутезны гр-ка ф-ции на участке монотонности вводится понятия вогн. вып-ти ф-ции на интервале, частности на всей числ. приямой.
Пр-р. Пусть ф-ция явл-ся пр-ной ф-цией некоторой фирмы, напр. объем вып-ка продукции, а арг. х-числ. раб. силы. Хар-ный график этой ф-ции имеет сл. вид у f(x) возр. для x>0. На инт. От (0,a) ф-ция возр. все быстрее. Его можно р-ривать, как этап образования фирмы вначале которого выпуск растет медленно, поскольку первые рабочие не прошли период адаптации, но с теч. времени эффект привл. доп. раб. рабочих становится все больше, и соотв. ув-ся крутизна графика. На (¥,a) ф-ция возр. все медл. и гр. становится все более пологой. а тАУ это пороговое знач. числ. раб. силы начиная с которого привл. доп. раб. силы начиная с которого привл. раб. силы дает все меньший эффект в объемке вып-ка. А(х) возр. fтАШ(x)>0 $x³0, но на интервале от 0 до а (0;а) fтАШ(x) возр. в то время как (0;¥) fтАШ убыв., а в т-ке а-max. По критерию монотонности это означает на (0;а) fтАШтАШ(x)³0 (f-выпукла), а на (a;¥) fтАШтАШ(x)£0 (f-вогнута).
Опр. Пусть f(x) дважды диф. ф-ция на (a,b), тогда:
1)назовем ф-цию f(x) выпуклой(вогн) на интервале (a,b), если 2-я пр-ная не отриц, т.е. fтАШтАШ(x)³0 (fтАШтАШ(x)£0) на (a,b)
2)Если в пункте 1 вып-ся строгие нер-ва 2-й пр-ной, то ф-ция наз-ся строго выпуклой(вогнутой) на интервале (a,b)
Т-ки перегиба
Опр. Т-ки разд. интервалы строгой выпуклости и строгой вогнутости наз-ся т-ми перегиба т. х0 есть т-ка перегибы, если fтАШтАШ(x0)=0 и 2-я пр-ная меняет знак при переходе через х0=> в любой т-ке перегиба fтАШ(x) имеет локальный экстремум.
Геометр. т-ка перегиба хар-ся тем что проведенная касат. в этой т-ке имеет т-ки графика по разные стороны.
Выпуклость и вогнутость.
Опр. Ф-ция явл. выпуклой (вогнутой) на (a,b) если кассат. к граф-ку ф-ции в любой т-ке интервала, лежит ниже (выше) гр. ф-ции.
y=y0+fтАШ(x0)(x-x0)=f(x0)+fтАШ(x0)(x-x0) тАУ линейная ф-ция х, который не превосходит f(x) и не меньше f(x) в случае вогнутости неравенства хар-щие выпуклость (вогнутость) через диф. f(x)³f(x0)+ fтАШ(x0)(x-x0) " x,x0Î(a;b) f вогнута на (а,b). Хорда выше (ниже), чем график для вып. ф-ций (вогн.) линейная ф-ция kx+b, в частности постоянна, явл. вып. и вогнутой.
Б/б пол-ти
Посл-ть {xn} наз-ся б/б, если для " пол-ного числа А $ номер N такой, что при n>N вып-ся нер-во ½xn½>A
Возьмем любое число А>0. Из неравенства ½xn½=½n½>A получаем n>A. Если взять N³А, то " n>N вып-ся ½xn½>A, т.е. посл-ть {xn} б/б.
Замечание. Любая б/б посл-ть явл. неограниченной. Однако неогранич. Посл-ть может и не быть б/б. Например 1,2,1,3,1,тАж,1,nтАж не явл. б/б поскольку при А>0 нер-во ½xn½>A не имеет места " xn с нечет. номерами.
Гладкая ф-ция
Сл. ф-ция f(x) тоже явл. гладкой, т.е. fтАШ $ и непрерывна причем имеет место сл. ф-ла FтАШ(x)=fтАШ(j(x))*jтАШ(x) (4). Используя ф-лу (4) получаем yтАШ=(lnf(a))тАШ=fтАШ(x)/f(x) (5) тАУ логарифмической пр-ной. Правая часть это скорость изменения у (ф-ция f(x)) приходится на ед-цу абсол. значения этого пок-ля поэтому логарифм. Произв. наз-ют темпом прироста показателя y или f(x). Пусть известна динамика изменения цены на некотором интервале, причем P(t) гладкая ф-ция. Что можно назвать темпом роста этой ф-ции, при t=R. Темп роста¹приросту.
Пр-р y=e^ax. Найдем темп прироста. fтАШ/f=темп прироста=ae^ax/e^ax=a. Экспонициальная ф-ция имеет постоянный темп прироста.
Эластичность ф-ций
Опр. Пусть гладкая ф-ция y=f(x) описывает изменение экономической переменной у от эк. пер. х. Допустим f(x)>0 => имеет смысл лог. пр-ная. Эл-ностью ф-ции f(x) или у наз-ся сл-щая вел-на опред-мая с помощью лог. пр-ной.
Ef(x)=x*fтАШ(x)/f(x)=x(lnf(x))тАШ (6). Выясним эк. смысл этого показателя для этого заменим в (6) пр-ную ее разностным отношением Df(x0)/Dx и будем иметь Ef(x)В»x(Df(x)/Dx)/f(x)=(Df(x)/f(x))/(Dx/x). В числителе стоит относит. Прирост ф-ции f в т-ке x, в знаменателе относ. прир. аргумента. => эл-ность ф-ции показывает на сколько % изменяется пок-ль y=f(x) при изменении перем. х на 1%. Эластичность тАУ пок-ль реакции 1-й переменной на изменение другой.
Пр-р. р-рим ф-цию спроса от цены, пусть D=f(p)=-aP+b тАУ линейная ф-ция спроса, где а>0. Найдем эластичность спроса по цене. Ed(P)=P*DтАШ/D=P*(-a)/(-aP+b)=aP/(aP-b)=> эл-ность линейной ф-ции не постоянна
Применение 1й пр-ной в исслед. ф-ций
Т-ма Ферма Т-ма Коши
Интервалы монотонности ф-ции
Т-ма Логранджа. Т-ма Ролля Т-ма Тейлора Т-ма Коши Правило Лопиталя.
Производная обратной ф-ции
Применение 1й пр-ной в исслед. ф-ций
Все применения базируются на опред-нии пр-ной, как предела разностного отношения, а также на сл-щей т-ме.
Т-ма Ферма. Ес
Вместе с этим смотрят:
"Инкарнация" кватернионов
*-Алгебры и их применение
10 способов решения квадратных уравнений
РЖнварiантнi пiдпростори. Власнi вектори i власнi значення лiнiйного оператора
РЖнженерна графiка