дипломы,курсовые,рефераты,контрольные,диссертации на заказ

Курс лекций математического анализа. Примеры задачи Высшая математика в задачах

Общие свойства пределов

Замечание 2.3 Сделаем замечание, аналогичное замечанию 2.2: если существует предел произведения, то отсюда не следует, что существуют пределы каждого из сомножителей; доказанная теорема этого не утверждает. Приведём пример, который был уже разобран выше: функция $ f(x)=\dfrac{1}{x}\cdot\sin x$ при $ x\to\pm\infty$ имеет предел, равный 0, однако предела $ \sin x$ при $ x\to\pm\infty$ не существует (хотя другой множитель, $ \dfrac{1}{x}$, имеет предел при этой базе).
Так что из несуществования предела у какого-нибудь сомножителя не следует несуществование предела произведения.

Следствие 2.4 Пусть $ \lim\limits_{\mathcal{B}}f(x)=L$ и $ C=\mathrm{const}$ (то есть $ C$-- постоянная величина). Тогда существует предел функции $ Cf(x)$, равный $ CL$:
$\displaystyle \lim\limits_{\mathcal{B}}Cf(x)=CL.$

Доказательство. Для доказательства достаточно заметить, что, согласно примеру 2.4, $ \lim\limits_{\mathcal{B}}C=C$, и применить теорему 2.9.

Доказанное следствие означает, что постоянный множитель $ C$ можно выносить за знак предела, а также вносить под знак предела. Иными словами, умножение на постоянную и переход к пределу можно менять местами.

Следствие 2.5 Пусть функции $ f_1(x),f_2(x),\dots,f_n(x)$ имеют при базе $ \mathcal{B}$ пределы, равные соответственно $ L_1,L_2,\dots,L_n$, и $ C_1,C_2,\dots,C_n$-- постоянные. Тогда
$\displaystyle \lim\limits_{\mathcal{B}}(C_1f_1(x)+C_2f_2(x)+\ldots+C_nf_n(x))= C_1L_1+C_2L_2+\ldots+C_nL_n.$

Доказательство. Оно состоит в последовательном $ (n-1)$-кратном применении теоремы 2.8 к слагаемым $ C_kf_k(x)$, предел которых, согласно предыдущему следствию, равен $ C_kL_k$.

В качестве частного случая можно рассмотреть предел разности двух функций. Разность $ f(x)-g(x)$ можно представить в виде $ 1\cdot f(x)+(-1)\cdot g(x)$ и применить следствие 2.5 к этой сумме из двух слагаемых. Получим тогда, что

$\displaystyle \lim_{\mathcal{B}}(f(x)-g(x))=\lim_{\mathcal{B}}f(x)-\lim_{\mathcal{B}}g(x),$

то есть что разность (как и сумма) сохраняется при переходе к пределу.

Замечание 2.4 Утверждение следствия 2.5, с алгебраической точки зрения, означает, что, во-первых, множество $ \mathcal{L}_{\mathcal{B}}$ всех функций, заданных на фиксированном окончании $ E$ базы $ \mathcal{B}$ и имеющих предел при базе $ \mathcal{B}$-- это линейное пространство, а во-вторых-- что операция взятия предела $ \lim\limits_{\mathcal{B}}$-- это линейное отображение линейного пространства $ \mathcal{L}_{\mathcal{B}}$ в линейное пространство вещественных чисел $ \mathbb{R}$. Попросту: переход к пределу сохраняет суммирование и умножение на постоянные.

Предел отношения двух функций $ \dfrac{f(x)}{g(x)}$, в отличие от суммы, разности и произведения, не обязательно равен отношению пределов числителя $ f(x)$ и знаменателя $ g(x)$, даже если пределы $ \lim\limits_{\mathcal{B}}f(x)$ и $ \lim\limits_{\mathcal{B}}g(x)$ существуют. Дело в том, что предел знаменателя может равняться нулю, и отношение пределов тогда не имеет смысла, в то время как предел отношения $ \lim\limits_{\mathcal{B}}\dfrac{f(x)}{g(x)}$ при этом вполне может существовать. Приведём такой простейший пример:

Главы учебника "Курс лекций высшей математики"

 

Аналитическая геометрия плоскости и поверхности Курс лекций Векторная алгебра. Электронные учебники - MATLAB Компьютерная математика Maple Лекции первого семестра первого курса Дифференциальное исчисление функции Дифференциальные уравнения первого порядка Теория вероятностей. Основные понятия Математический анализ Двойной интеграл Геометрический смысл производной Числовые ряды Степенные ряды Аналитическая геометрия Функции графики задачи Курс лекций Примеры задачи Интегрирование и дифференцирование матрицы ;