Раскрытие неопределенностей.
Правило Лопиталя.
(Лопиталь (1661-1704) – французский математик)
К разряду неопределенностей принято относить следующие соотношения:
Примеры решения задач Правило Лопиталя Раскрытие неопределенностей
Теорема (правило Лопиталя). Если функции f(x) и g(x) дифференцируемы в вблизи точки а, непрерывны в точке а, g¢(x) отлична от нуля вблизи а и f(a) = g(a) = 0, то предел отношения функций при х®а равен пределу отношения их производных, если этот предел (конечный или бесконечный) существует.
![]()
Доказательство. Применив формулу Коши, получим:
![]()
Моделирование цепей переменного тока
где e - точка, находящаяся между а и х. Учитывая, что f(a) = g(a) = 0:
![]()
Пусть при х®а отношение
стремится к некоторому пределу. Т.к. точка
e лежит между точками а и х, то при х®а
получим e®а,
а следовательно и отношение
стремится к тому же пределу. Таким образом, можно
записать:
.
Теорема доказана.
Пример: Найти предел
.
Как
видно, при попытке непосредственного вычисления предела получается неопределенность
вида
. Функции, входящие в
числитель и знаменатель дроби удовлетворяют требованиям теоремы Лопиталя.
f¢(x)
= 2x +
; g¢(x) = ex;
;
[an error occurred while processing this directive]
Пример:
Найти предел
.
;
;
.
Если при решении примера после применения правила Лопиталя попытка вычислить предел опять приводит к неопределенности, то правило Лопиталя может быть применено второй раз, третий и т.д. пока не будет получен результат. Естественно, это возможно только в том случае, если вновь полученные функции в свою очередь удовлетворяют требованиям теоремы Лопиталя.
Пример: Найти предел
.
;
;
;
;

;
; 
Следует отметить, что правило Лопиталя – всего лишь один из способов вычисления пределов. Часто в конкретном примере наряду с правилом Лопиталя может быть использован и какой – либо другой метод (замена переменных, домножение и др.).
[an error occurred while processing this directive]
Пример:
Найти предел
.
;
;
- опять получилась неопределенность. Применим
правило Лопиталя еще раз.
;
;
- применяем правило Лопиталя еще раз.
;
;
;
Неопределенности вида
можно раскрыть с помощью логарифмирования.
Такие неопределенности встречаются при нахождении пределов функций вида
, f(x)>0 вблизи точки а при х®а.
Для нахождения предела такой функции достаточно найти предел функции lny = g(x)lnf(x).
Пример: Найти предел
.
Здесь y = xx, lny = xlnx.
Тогда
. Следовательно ![]()
Пример: Найти предел
.
;
- получили неопределенность.
Применяем правило Лопиталя еще раз.
;
;
|