10-ma’ruza limitlar haqida asosiy teoremalar. Birinchi va ikkinchi ajoyib limitlar. Funksiyaning uzluksizligi. Funksiyaning uzilish nuqtalari va ularning turlari
Download 470.38 Kb. Pdf ko'rish
|
10-Мa\'ruza (1-kurs Oliy matematika)
- Bu sahifa navigatsiya:
- 4-Misol.
- 5-Misol.
- Funksiyaning uzluksizligi Uzluksizlikning ta’rifi.
Ikkinchi ajoyib limit. Endi ikkinchi ajoyib limit deb ataluvchi lim 𝑥→∞ (1 + 1 𝑥 ) 𝑥 = 𝑒 (7) tenglikni isbotlaymiz. sin 𝑥 2 < 𝑥 2 < tg 𝑥 2 tengsizlik o‘rinli bo‘lishi kelib chiqadi. Dastlab ixtiyoriy 𝑥 ∈ 𝐑 nuqtalar uchun |sin 𝑥| ≤ |𝑥| (5) tengsizlikning o‘rinli ekanligini isbotalymiz. Haqiqatdan ham 𝑥 ∈ (0, 𝜋/2) bo‘lsa (9) tengsizlik yuqoridai qo‘sh tengsizlikdan kelib chiqadi. 𝑥 ≥ 𝜋/2 > 1 bo‘lsa (5) tengsizlik | sin 𝑥| ≤ 1 tengsizlik tufayli o‘rinli bo‘ladi. (5) tengsizlikda faqat juft funksiyalar qatnashgan, shuning uchun u 𝑥 < 0 uchun ham o‘rinli. Nihoyat 𝑥 = 0 bo‘lsa (5) tenglik o‘rinli bo‘ladi. 1-rasm 𝑥 𝑂 𝐵 𝐴 𝐶 ► 𝑥 > 1 bo‘lsin. U holda 1 ≤ [𝑥] ≤ 𝑥 < [𝑥] + 1, (8) bu yerda [ 𝑥] orqali 𝑥 sonning butun qismi belgilangan. Bu tengsizlikdan 1 [𝑥] + 1 < 1 𝑥 ≤ 1 [𝑥] ≤ 1 tengsizlikni hosil qilamiz. Tengsizlikning har bir qismiga birni qoshib uni 1 + 1 [𝑥] + 1 < 1 + 1 𝑥 ≤ 1 + 1 [𝑥] ko‘rinishda yozamiz. So‘ngi tengsizlikning barcha qismi birdan katta. Shuning uchun ularni (8) tengsizlikning mos qismlariga teng musbat darajalarga ko‘tarsak (1 + 1 [𝑥] + 1 ) [𝑥] < (1 + 1 𝑥 ) 𝑥 < (1 + 1 [𝑥] ) [𝑥]+1 . (9) Ketma-ketliklarning limitini o’rganganimizda lim 𝑛→∞ (1 + 1 𝑛 ) 𝑛 = 𝑒 tenglikni isbotlagan edik. U holda bu tenglikni hamda yaqinlashuvchi ketma-ketliklarning xossalarini qo‘llab lim 𝑛→∞ (1 + 1 𝑛 ) 𝑛+1 = lim 𝑛→∞ (1 + 1 𝑛 ) 𝑛 (1 + 1 𝑛 ) = = lim 𝑛→∞ (1 + 1 𝑛 ) 𝑛 ∙ lim 𝑛→∞ (1 + 1 𝑛 ) = 𝑒 ∙ 1 = 𝑒, lim 𝑛→∞ (1 + 1 𝑛 + 1 ) 𝑛 = lim 𝑛→∞ (1 + 1 𝑛 + 1) 𝑛+1 1 + 1 𝑛 + 1 = lim 𝑛→∞ (1 + 1 𝑛 + 1) 𝑛+1 lim 𝑛→∞ (1 + 1 𝑛 + 1) = 𝑒 1 = 𝑒 tengliklarni yozamiz. Bu tengliklarni ketma-ketlikning limiti ta’rifi bo‘yicha yozsak, ixtiyoriy 𝜀 > 0 soni uchun shunday 𝑁 ∈ 𝑵 topilib, barcha 𝑛 > 𝑁 uchun |(1 + 1 𝑛 ) 𝑛+1 − 𝑒| < 𝜀, |(1 + 1 𝑛 + 1 ) 𝑛 − 𝑒| < 𝜀 tengsizliklar o‘rinli bo‘ladi. U holda (9) tengsizlikni inobatga olsak 𝑥 > 𝑁 + 1, [𝑥] = 𝑛 > 𝑁 uchun 𝑒 − 𝜀 < (1 + 1 [𝑥] + 1 ) [𝑥] < (1 + 1 𝑥 ) 𝑥 < (1 + 1 [𝑥] ) [𝑥]+1 < 𝑒 + 𝜀 o'rinli bo‘ladi yoki |(1 + 1 𝑥 ) 𝑥 − 𝑒| < 𝜀. Bu esa argument +∞ ga intilgandagi limit ta’rifiga ko‘ra lim 𝑥→+∞ (1 + 1 𝑥 ) 𝑥 = 𝑒 (10) ekanligini anglatadi. Endi 𝑥 → −∞ bo‘lsin. 𝑥 = −𝑢 deb olamiz, u holda 𝑥 → −∞, 𝑢 → +∞. Ayniy almashtirishlardan so‘ng (1 + 1 𝑥 ) 𝑥 = (1 − 1 𝑢 ) −𝑢 = ( 𝑢 𝑢 − 1 ) 𝑢 = (1 + 1 𝑢 − 1 ) 𝑢−1 (1 + 1 𝑢 − 1 ) tenglikni hosil qilamiz. (8) formulaga ko‘ra o‘zgaruvchilarni almashtiramiz va ko‘paytmaning limiti haqidagi teoremani va (10) tenglikni qo‘llab lim 𝑥→−∞ (1 + 1 𝑥 ) 𝑥 = lim 𝑢→+∞ (1 + 1 𝑢 − 1 ) 𝑢−1 ∙ lim 𝑢→+∞ (1 + 1 𝑢 − 1 ) = 𝑒 ∙ 1 = 𝑒 limitni topdik. Xulosa qilsak, 𝑥 cheksizlikka har qanday intilganda ham (10) o‘rinli. (7) tenglikda 𝑦 = 1/𝑥 deb o‘zgaruvchini almashtiramiz va 𝑥 → ∞ da 𝑦 ≠ 0 degan shartni qo‘yamiz, u holda lim 𝑦→0 (1 + 𝑦) 1/𝑦 = 𝑒 (11) natijani hosil qilamiz. 4-Misol. Limitni hisoblang: lim 𝑥→0 sin 5𝑥 sin 7𝑥 . ► Limit ostidagi funksiyaning ko‘rinishini o‘zgartiramiz: sin 5𝑥 sin 7𝑥 = sin 5𝑥 𝑥 𝑥 sin 7𝑥 = 5 7 sin 5𝑥 5𝑥 7𝑥 sin 7𝑥 . lim 𝑥→0 5𝑥 = 0, lim 𝑥→0 7𝑥 = 0 bo‘lganligi uchun murakkab funksiyaning limiti haqidagi teoremani qo‘llab lim 𝑥→0 sin 5𝑥 5𝑥 = 1, lim 𝑥→0 sin 7𝑥 7𝑥 = 1 tengliklarga ega bo‘lamiz. U holda ko‘paytmaning limiti haqidagi teoremani qo‘llab lim 𝑥→0 sin 5𝑥 sin 7𝑥 = 5 7 lim 𝑥→0 sin 5𝑥 5𝑥 lim 𝑥→0 sin 7𝑥 7𝑥 = 5 7 ∙ 1 ∙ 1 = 5 7 . ◄ 5-Misol. Limitni hisoblang: lim 𝑥→∞ ( 𝑥 2 +1 𝑥 2 −2 ) 𝑥 2 . ► Ayniy almashtirishlardan so‘ng ( 𝑥 2 +1 𝑥 2 −2 ) 𝑥 2 = ( 1+ 1 𝑥2 1− 2 𝑥2 ) 𝑥 2 = (1+ 1 𝑥2 ) 𝑥2 (1− 2 𝑥2 ) 𝑥2 = (1 + 1 𝑥 2 ) 1 1/𝑥2 (1 − 2 𝑥 2 ) 2 −2/𝑥2 ifodani hosil qilamiz. Bu yerda 1/𝑥 2 = 𝑦 va −2/𝑥 2 = 𝑧 deb olsak ( 𝑥 2 + 1 𝑥 2 − 2 ) 𝑥 2 = (1 + 𝑦) 1/𝑦 (1 + 𝑧) 1/𝑧 [(1 + 𝑧) 1/𝑧 ] 2 ko‘rinishni oladi. Agar 𝑥 → ∞, u holda 𝑦 → 0 va 𝑧 → 0, o‘zgaruvchilarni almashtirgandan so‘ng ko‘paytmaning limiti haqidagi teoremani va (6) formulalarni qo‘llaymiz: lim 𝑥→∞ ( 𝑥 2 + 1 𝑥 2 − 2 ) 𝑥 2 = lim 𝑦→0 (1 + 𝑦) 1/𝑦 ∙ lim 𝑧→0 (1 + 𝑧) 1/𝑧 ∙ lim 𝑧→0 [(1 + 𝑧) 1/𝑧 ] 2 = 𝑒 4 . Funksiyaning uzluksizligi Uzluksizlikning ta’rifi. 𝑓(𝑥) funksiya 𝑎 nuqtaning biror atrofida aniqlangan va bu nuqtada aniq bir 𝑓(𝑎) qiymatni qabul qilsin. 1-Ta’rif. Agar 𝑥 = 𝑎 nuqtada 𝑓(𝑥) funksiyaning limiti mavjud va u 𝑓(𝑎) qiymatga teng bo‘lsa, 𝑓(𝑥) funksiya 𝑎 nuqtada uzluksiz deyiladi. Shunday qilib lim 𝑥→𝑎 𝑓(𝑥) = 𝑓(𝑎) (12) tenglik o‘rinli bo‘lsa, 𝑓(𝑥) funksiya 𝑎 nuqtada uzluksiz deb atalar ekan. Funksiyaning uzluksizligi 𝜀 − 𝛿 tilida quyidagicha ta’riflanadi. 2-Ta’rif. Agar ixtiyoriy 𝜀 > 0 son uchun shunday 𝛿 > 0 son topilib, |𝑥 − 𝑎| < 𝛿 tengsizlikni qanoatlantiruvchi barcha 𝑥 nuqtalarda |𝑓(𝑥) − 𝑓(𝑎)| < 𝜀 (13) tengsizlik o‘rinli bo‘lsa, 𝑓(𝑥) funksiya 𝑎 nuqtada uzluksiz deyiladi. Funksiyaning limitiga 𝑥 ≠ 𝑎 degan shartni qo‘ygan edik. Bu yerda esa bu shart bajarilishini talab qilmaymiz. Funksiya uzluksizligi tushunchasini ifodalashning yana bir ko‘rinishini keltiramiz. 𝑦 = 𝑓(𝑥) funksiya 𝑎 nuqtaning biror atrofida aniqlangan bo‘lsin. Qaralayotgan 𝑎 nuqtani asosiy nuqta deb hisoblab, argumentning 𝑎 nuqtadan ∆𝑥 miqdorga (manfiymi yoki musbatmi farqi yo‘q) farq qiluvchi boshqa 𝑥 = 𝑎 + ∆𝑥 qiymatini olamiz. ∆𝑥 miqdorni argumentning orttirmasi deb ataymiz. Funksiya o‘zgarishining ∆𝑦 = 𝑓(𝑎 + ∆𝑥) − 𝑓(𝑎) (14) qiymatini 𝑓 funksiyaning 𝑎 nuqtadagi 𝑥 argumentning ∆𝑥 orttirmasiga mos keluvchi orttirmasi deyiladi. 𝑓(𝑥) funksiyaning 𝑎 nuqtadagi lim 𝑥→𝑎 𝑓(𝑥) = 𝑓(𝑎) uzluksizlik shartini lim ∆𝑥→0 𝑓(𝑥 + ∆𝑥) = 𝑓(𝑎) ko‘rinishda yozish mumkin. Bu esa lim ∆𝑥→0 [𝑓(𝑥 + ∆𝑥) − 𝑓(𝑎)] = 0 (15) tenglikka teng kuchli. 𝑓(𝑥 + ∆𝑥) − 𝑓(𝑎) = ∆𝑦 ekanligini e’tiborga olsak, (4) tenglikni lim ∆𝑥→0 ∆𝑦 = 0 ko‘rinishda yozish mumkin. 3-Ta’rif. ∆𝑥 argument orttirmasi nolga intilganda 𝑓(𝑥) funksiyaning 𝑎 nuqtadagi bu orttirmaga mos keluvchi ∆𝑦 orttirmasi ham nolga intilsa, 𝑦 = 𝑓(𝑥) funksiya 𝑎 nuqtada uzluksiz deyiladi. Download 470.38 Kb. Do'stlaringiz bilan baham: |
Ma'lumotlar bazasi mualliflik huquqi bilan himoyalangan ©fayllar.org 2024
ma'muriyatiga murojaat qiling
ma'muriyatiga murojaat qiling