План I Понятие предела функции II Геометрический смысл предела III Бесконечно малые и большие функции и их свойства IV Вычисления пределов: 1) Некоторые наиболее употребительные пределы; 2) Пределы непрерывных функций; 3) Пределы сложных функций; 4) Неопределенности и методы их решений
0 можно указать δ- окрестность точки а на оси Ох,такую что для всех х из этой окрестности кроме х=а, соответствующее значение y лежат в ε- окрестности точки b Математическая запись: При |x-a|" title="Геометрический смысл предела Определение: Для любого ε>0 можно указать δ- окрестность точки а на оси Ох,такую что для всех х из этой окрестности кроме х=а, соответствующее значение y лежат в ε- окрестности точки b Математическая запись: При |x-a|" class="link_thumb"> 4 Геометрический смысл предела Определение: Для любого ε>0 можно указать δ- окрестность точки а на оси Ох,такую что для всех х из этой окрестности кроме х=а, соответствующее значение y лежат в ε- окрестности точки b Математическая запись: При |x-a| 0 можно указать δ- окрестность точки а на оси Ох,такую что для всех х из этой окрестности кроме х=а, соответствующее значение y лежат в ε- окрестности точки b Математическая запись: При |x-a|"> 0 можно указать δ- окрестность точки а на оси Ох,такую что для всех х из этой окрестности кроме х=а, соответствующее значение y лежат в ε- окрестности точки b Математическая запись: При |x-a|"> 0 можно указать δ- окрестность точки а на оси Ох,такую что для всех х из этой окрестности кроме х=а, соответствующее значение y лежат в ε- окрестности точки b Математическая запись: При |x-a|" title="Геометрический смысл предела Определение: Для любого ε>0 можно указать δ- окрестность точки а на оси Ох,такую что для всех х из этой окрестности кроме х=а, соответствующее значение y лежат в ε- окрестности точки b Математическая запись: При |x-a|"> title="Геометрический смысл предела Определение: Для любого ε>0 можно указать δ- окрестность точки а на оси Ох,такую что для всех х из этой окрестности кроме х=а, соответствующее значение y лежат в ε- окрестности точки b Математическая запись: При |x-a|">
Основные теоремы о пределах Теорема 1: Для того, чтобы число А было пределом функции f(x) при, необходимо и достаточно, чтобы эта функция была представлена в виде, где - бесконечно малая. Следствие 1: Функция не может в одной точке иметь 2 различных предела. Теорема 2: Предел постоянной величины равен самой постоянной Теорема 3: Если функция для всех x в некоторой окрестности точки a, кроме, быть может, самой точки a, и в точке a имеет предел, то
Основные теоремы о пределах (продолжение) Теорема 4: Если функция f 1 (x) и f 2 (x) имеют приделы при, то при, имеет пределы также их сумма f 1 (x)+f 2 (x), произведение f 1 (x)*f 2 (x), и при условии частное f 1 (x)/f 2 (x), причем Следствие 2: Если функция f(x) имеет предел при, то,где n – натуральное число. Следствие 3: Постоянный множитель можно выносить за знак предела
Занимательная математика Алгебра и начала математического анализа, 10 класс.
Урок на тему:
Что будем изучать:
Что такое Бесконечность?
Свойства.
Предел функции на бесконечности.
Ребята, давайте посмотрим, что такое предел функции на бесконечности?
А, что такое бесконечность?
Бесконечность - используется для характеристики безграничных, беспредельных, неисчерпаемых предметов и явлений, в нашем случае характекстика чисел.
Бесконечность –сколь угодно большое(малое), безграничное число.
Если рассмотреть координатную плоскость то ось абсцисс(ординат) уходит на бесконечнсть, если ее безгранично продолжать влево или вправо(вних или вверх).
Предел функции на бесконечности
Предел функции на бесконечности. Теперь давайте перейдем к пределу функции на бесконечности: Пусть у нас есть функция y=f(x), область определения нашей функции содержит луч , и пусть прямая y=b является горизонтальной асимптотой графика функции y=f(x), запишем все это на математическом языке:
предел функции y=f(x) при x стремящимся к минус бесконечности равен b
Предел функции на минус бесконечности.
Предел функции на бесконечности. Так же наши соотношения могут выполняться одновременно:
Предел функции на бесконечности.
Тогда принято записывать как:
предел функции y=f(x) при x стремящимся к бесконечности равен b
Предел функции на бесконечности.
Пример. Построить график функции y=f(x), такой что:
- Область определения – множество действительных чисел.
- f(x)- непрерывная функция
Решение:
Нам надо построить непрерывную функцию на (-∞; +∞). Покажем пару примеров нашей функции.
Предел функции на бесконечности.
Для вычисления предела на бесконечности пользуются несколькими утверждениями:
1) Для любого натурально числа m справедливо следующее соотношение:
2) Если
а) Предел суммы равен сумме пределов:
б) Предел произведения равен произведению пределов:
в) Предел частного равен частному пределов:
г) Постоянный множитель можно вынести за знак предела:
Основные свойства.
Предел функции на бесконечности.
Пример. Найти
Решение.
Разделим числитель и знаменатель дроби на x.
Ребята, вспомните предел числовой последовательности.
Воспользуемся свойством предел частного равен частному пределов:
Получим:
Ответ:
Предел функции на бесконечности.
Решение.
Предел числителя равен: 5-0=5; Предел знаменателя равен: 10+0=10
Предел функции на бесконечности.
Пример. Найти предел функции y=f(x), при x стремящимся к бесконечности.
Решение.
Разделим числитель и знаменатель дроби на x в третьей степени.
Воспользуемся свойствами предела на бесконечности
Предел числителя равен: 0; Предел знаменателя равен: 8
Предел функции на бесконечности.
Задачи для самостоятельного решения.
- Построить график непрерывной функции y=f(x). Такой что предел при x стремящимся к плюс бесконечности равен 7, а при x стремящимся к минус бесконечности 3.
- Построить график непрерывной функции y=f(x). Такой что предел при x стремящимся к плюс бесконечности равен 5 и функция возрастает.
- Найти пределы:
- Найти пределы:
Слайд 2
Титульная страница Оглавление Вступление Предел переменной величины Основные свойства пределов Предел функции в точке Понятие о непрерывности функции Предел функции на бесконечности Замечательные пределы Заключение
Слайд 3
Предел переменной величины
Предел – одно из основных понятий математического анализа. Понятие предела использовалось еще Ньютоном во второй половине XVII века и математиками XVIII века, такими как Эйлер и Лагранж, однако они понимали предел интуитивно. Первые строгие определения предела дали Больцано в 1816 году и Коши в 1821 году.
Слайд 4
1. Предел переменной величины
Пусть переменная величина x в процессе своего изменения неограниченно приближается к числу 5, принимая при этом следующие значения: 4,9; 4,99;4,999;…или 5,1; 5,01; 5,001;… В этих случаях модуль разности стремится к нулю: = 0,1; 0,01; 0,001;… Число 5 в приведенном примере называют пределом переменной величины x и пишут lim x = 5. Определение 1. Постоянная величина a называется пределом переменной x, если модуль разности при изменении x становится и остается меньше любого как угодно малого положительного числа e.
Слайд 5
2. Основные свойства пределов
1. Предел алгебраической суммы конченного числа переменных величин равен алгебраической сумме пределов слагаемых: lim(x + y + … + t) = lim x + lim y + … + lim t. 2. Предел произведения конечного числа переменных величин равен произведению их пределов: lim(x·y…t) = lim x · lim y…lim t. 3. Постоянный множитель можно выносить за знак предела: lim(cx) = lim c · lim x = c lim x. Например, lim(5x + 3) = lim 5x + lim 3 = 5 lim x + 3. 4. Предел отношения двух переменных величин равен отношению пределов, если предел знаменателя не равен нулю: lim = lim y 5. Предел целой положительной степени переменной величины равен той же степени предела этой же переменной: lim = (lim x)n Например: = = x3 + 3 x2 = (-2)2 + 3·(-2)2 = -8 + 12 = 4 6. Если переменные x, y, z удовлетворяют неравенствам x и xzy
Слайд 6
3.Предел функции в точке
Определение 2. Число b называется пределом* функции в точке a, если для всех значений x, достаточно близких к a и отличных от a, значения функции сколь угодно мало отличаются от числа b. 1.Найти: (3x2 – 2x). Решение. Используя последовательно свойства 1,3 и 5 предела, получим (3x2 – 2x) = (3x2) - (2x) = 3x2 - 2x = 3 - 2x = 3 22 - 2·2 = 8
Слайд 7
4. Понятие о непрерывности функции
2. Вычислить Решение. При x = 1 дробь определена, так как ее знаменатель отличен от нуля. Поэтому для вычисления предела достаточно заменить аргумент его предельным значением. Тогда получим Указанное правило вычисления пределов нельзя применять в следующих случаях: 1)Если функция при x = a не определена; 2)Если знаменатель дроби при подстановке x = a оказывается равным нулю; 3)Если числитель и знаменатель дроби при подстановке x = a одновременно оказывается равным нулю или бесконечности. В таких случаях пределы функций находят с помощью различных искусственных приемов.
Слайд 8
5. Предел функции на бесконечности
3.Найти Решение. При x знаменатель х + 5 также стремится к бесконечности, а обратная ему величина 0. Следовательно, произведение · 3 = стремится к нулю, если x . Итак, = 0
Слайд 9
6. Замечательные пределы
Некоторые пределы невозможно найти теми способами, которые были изложены выше. Пусть например, требуется найти. Непосредственная подстановка вместо аргумента его предела дает неопределенность вида 0/0. Невозможно также преобразовать числитель и знаменатель таким образом, чтобы выделить общий множитель, предел которого равен нулю. Поступим следующим образом. Возьмем круг с радиусом, равным 1, и построим центральный угол АОВ, равный 2х радианам. Проведем хорду АВ и касательные АD и ВD к окружности в точках А и В. Очевидно, что |AC| = |CB| = sin x, |AD| = |DB| = tgх = 1 – Первый замечательный предел. x = e 2,7182…,. x – Второй замечательный предел. Решение. Разделив числитель и знаменатель на x,получим x = ()x = = =
Слайд 10
7. Вычисления пределов
1. (x2 – 7x + 4) = 32 – 7·3 + 4 = - 8. Решение. Для нахождения предела непосредственного нахождения заменим пределы функции в точке. 2. . Решение. Здесь пределы числителя и знаменателя при x равным нулю. Умножим числитель и знаменатель на выражение,сопряженное числителю, получим = = = = Следовательно, = = = =
Слайд 11
Заключение
В данном проекте рассматривался наряду с теоретическим материалом и практический. В практическом применении рассмотрели всевозможные способы вычисления пределов. Изучение второго раздела высшей математики уже вызывает большой интерес, так как в прошлом году рассматривали тему «Матрицы. Применение свойств матрицы к решению систем уравнений», которая была простой, хотя бы по той причине, что получаемый результат был контролируемым. Здесь такого контроля нет. Изучение Разделов высшей математики дает свой положительный результат. Занятия по данному курсу принесли свои результаты: - изучен большой объем теоретического и практического материала; - выработано умение выбирать способ вычисления предела; - отработано грамотное использование каждого способа вычисления; - закреплено умение проектировать алгоритм задания. Мы будем продолжать изучение разделов высшей математики. Цель ее изучения состоит в том, что мы будем хорошо готовы к повторному изучению курса высшей математики.
Посмотреть все слайды
Предел функции в точке Пусть функция y = f(x) определена в некоторой окрестности точки x 0, кроме, быть может самой точки x 0. Число А называют пределом функции в точке x 0 (или при), если для любого положительного ε найдется такое положительное число δ, что для всех х из δ – окрестности точки x 0 справедливо неравенство:
Односторонние пределы В определении предела функции Бывают случаи, когда способ приближения аргумента x к x 0 существенно влияет на значение предела, поэтому вводят понятия односторонних пределов. предполагается, что x стремится к x 0 любым способом: оставаясь меньше, чем x 0 (слева от x 0), большим, чем x 0 (справа от x 0), или колеблясь около точки x 0. Число А 1 называют пределом функции слева в точке x 0, если для любого ε > 0 найдется такое δ >0, что для всех справедливо неравенство: Предел слева записывают так:
0 найдется такое δ >0, что для всех справедливо неравенство: Предел слева записывают так:">
Односторонние пределы Число А 2 называют пределом функции справа в точке x 0, если Предел справа записывают так: y 0 х А1А1 х0х0 А2А2 Пределы функции слева и справа называют односторонними пределами. Очевидно, если существует то существуют и оба односторонних предела, причем А = А 1 = А 2 y 0 х А 1 =А 2 =А х0х0
M или при x M или при x 6 Предел функции при x стремящемся к бесконечности Пусть функция y = f(x) определена в промежутке. Число А называют пределом функции при, если Геометрический смысл этого определения таков: существует такое число М, что при х > M или при x M или при x M или при x M или при x M или при x title="Предел функции при x стремящемся к бесконечности Пусть функция y = f(x) определена в промежутке. Число А называют пределом функции при, если Геометрический смысл этого определения таков: существует такое число М, что при х > M или при x
Основные теоремы о пределах Рассмотрим теоремы, которые облегчают нахождение пределов функций. Предел суммы (разности) двух функций равен сумме (разности) пределов: Формулировка теорем, когда или аналогичны, поэтому будем пользоваться обозначением:. Предел произведения двух функций равен произведению пределов: Постоянный множитель можно выносить за знак предела:
X 0, то существует соответственно ее левый предел: или ее правы" title="Основные теоремы о пределах Если между соответствующими значениями трех функций при этом: тогда: выполняются неравенства: Если функция f(x) монотонна и ограничена при x x 0, то существует соответственно ее левый предел: или ее правы" class="link_thumb"> 9 Основные теоремы о пределах Если между соответствующими значениями трех функций при этом: тогда: выполняются неравенства: Если функция f(x) монотонна и ограничена при x x 0, то существует соответственно ее левый предел: или ее правый предел: x 0, то существует соответственно ее левый предел: или ее правы"> x 0, то существует соответственно ее левый предел: или ее правый предел:"> x 0, то существует соответственно ее левый предел: или ее правы" title="Основные теоремы о пределах Если между соответствующими значениями трех функций при этом: тогда: выполняются неравенства: Если функция f(x) монотонна и ограничена при x x 0, то существует соответственно ее левый предел: или ее правы"> title="Основные теоремы о пределах Если между соответствующими значениями трех функций при этом: тогда: выполняются неравенства: Если функция f(x) монотонна и ограничена при x x 0, то существует соответственно ее левый предел: или ее правы">
Вычисление пределов Вычисление предела: начинают с подстановки предельного значения x 0 в функцию f(x). Если при этом получается конечное число, то предел равен этому числу. Если при подстановки предельного значения x 0 в функцию f(x) получаются выражения вида: то предел будет равен:
Раскрытие неопределенностей Раскрытие неопределенности Если f(x) – дробно – рациональная функция, необходимо разложить на множители числитель и знаменатель дроби Если f(x) – иррациональная дробь, необходимо умножить числитель и знаменатель дроби на выражение, сопряженное числителю.
15
Первый замечательный предел Функция не определена при x = 0. Найдем предел этой функции при О АВ С М Обозначим: S 1 - площадь треугольника OMA, S 2 - площадь сектора OMА, S 3 - площадь треугольника OСА, Из рисунка видно, что S 1
Презентация «Предел функции» - наглядное пособие, помогающее в изучении материала по данной теме по алгебре. Пособие содержит подробное понятное описание теоретического материала, раскрывающего понятие предела функции, его графического представления, правил вычисления предела функции, связи свойств функции с ее пределом. Все теоретические основы, изложенные в презентации, по ходу демонстрации подкрепляются описанием решения соответствующих заданий.
Представление материала в форме презентации дает возможность подать изучаемые понятия более удобно для понимания. Использовать эффективные инструменты для запоминания материала.
Презентация начинается с напоминания вида функциональной зависимости y=f(n), nϵN. Раскрывается смысл предела функции при построении графика этой функции. Отмечается, что равенство limf(n)=bпри n→∞ означает, что прямая у=b, проведенная на координатной плоскости, представляет собой горизонтальную асимптоту, к которой стремится график функции при n→∞. На втором слайде на координатной плоскости изображен график функции y=f(х), область определения которого лежит на промежутке D(f)=. При наличии горизонтальной асимптоты у=b в области определения функция стремится к значению предела limf(х)=b при х→-∞. Приближение функции к асимптоте продемонстрировано на соответствующем рисунке, представленном на слайде.
На слайде 4 описывается случай приближения графика функции к горизонтальной асимптоте при стремлении ее аргумента и к +∞, и к -∞. Это означает одновременное выполнение условий limf(х)=b при х→-∞ и limf(х)=b при х→+∞. Иначе можно записать limf(х)=b при х→∞. На рисунке продемонстрирован пример такой функции и поведения ее графика на координатной плоскости.
Далее демонстрируются правила вычисления предела функции. В свойстве 1 отмечается, что для функции k/x m при натуральном m верно будет равенство lim(k/x m)=0 при х→∞. Во втором пункте указывается, что для пределов двух функций limf(х)=b и limg(х)=cбудут справедливы аналогичные свойства пределов последовательностей. То есть предел суммы определяется суммой пределов lim(f(х) + g(х))= b+с, предел произведения равен произведению пределов limf(х) g(х)= bс, предел частного равен частному пределовlimf(х)/g(х)= b/с при g(х)≠0 и с≠0, а также постоянный множитель может выносится за знак предела limkf(х) = kb.
Закрепить полученные знания можно при помощи описания решения примера 1, в котором нужно определить lim(√3·х 5 -17)/(х 5 +9). Для получения решения числитель и знаменатель дроби делятся на высшую степень переменной, то есть х 5 . После вычисления получаем lim(√3-17/ х 5)/(1+9/х 5).
Оценив пределы и воспользовавшись свойством предела частного, определяем, что lim(√3·х 5 -17)/(х 5 +9)=√3/1=√3. К данному примеру дается важное замечание, что вычисление пределов функции аналогично вычислению пределов последовательностей, но в данном случае нужно учесть, что х не может принимать значение - 5 √9, которое обращает знаменатель в нуль.
На следующем слайде рассмотрен случай, когда х→a. На рисунке хорошо видно, что для некоторой функции f(х) при приближении переменной к точке а, значение функции приближается к ординате соответствующей точки на графике, то есть limf(х)=b при х→a.
Слайды 9, 10, 11 содержат определения, раскрывающие понятия непрерывности функции, непрерывной функции в точке, на промежутке. При этом непрерывной считают функцию, у которой limf(х)= f(а) при х→a. В точке а функция будет непрерывной, если верно соотношение limf(х)= f(а) при х→a, а непрерывной на промежутке Х будет функция, непрерывная в любой точке промежутка Х.
Приводятся примеры оценки непрерывности функций. Отмечено, что функции у=С, y=kx+m, y=ax 2 +bx+c, y=|x|, y=x n для натуральных n являются непрерывными на всей числовой прямой, функция у=√х непрерывна на положительной полуоси, а функция y=x n непрерывна на положительной полуоси и отрицательной полуоси с разрывом в точке 0, непрерывными будут тригонометрические функции у=sinx, у=cosxна всей прямой, а у=tgx, у=ctgxпо всей области определения. Также функция, состоящая из рациональных или иррациональных, тригонометрических выражений, она является непрерывной для всех точек, где определена функция.
В примере 2 нужно вычислить предел lim (x 3 +3x 2 -11х-8) при х→-1. В начале решения отмечается, что данная функция, состоящая из рациональных выражений, определена на всей числовой оси и в точке х=-1. Поэтому функция является непрерывной в точке х=-1 и при стремлении к ней предел получает значение функции, то есть lim (x 3 +3x 2 -11х-8)=5 при х→-1.
Пример 3 демонстрирует вычисление предела lim (cosπx/√x+6) при х→1. Отмечается, что функция определена на всей числовой оси, поэтому является непрерывной и в точке х=1, следовательно, lim (cosπx/√x+6)=-1/7 при х→1.
В примере 4 требуется вычислить lim((x 2 -25)/(x-5)) при х→5. Данный пример особенный тем, что для х=5 знаменатель функции обращается в нуль, что недопустимо. Определить предел можно, преобразовав выражение. После сокращения получаем f(х)=х+5. Только в поиске решений следует учесть, то х≠5. При этомlim((x 2 -25)/(x-5))= lim(x+5)=10 при х→5.
На слайде 17 описано замечание, которое демонстрирует получение важного предела lim(sint/t)=1 при t →0, используя числовую окружность.
Слайд 18 представляет определение приращения аргумента и приращения функции. Приращение аргумента представлено разностью переменных х 1 -х 0 для функции, определенной в точках х 0 и х 1 . При этом изменение значения функции f(х 1)- f(х 0) называется приращением функции. Вводятся обозначения приращения аргумента Δх и приращения функции Δ f(х).
В примере 5 определяется приращение функции y=x 2 при переходе точки х 0 =2 к х=2,1 и х=1,98. Решение примера сводится к поиску значений в исходной и конечной точках и их разности. Так, в первом случае Δу=4,41-4=0,41, а во втором случае Δу=3,9204-4=-0,0796.
На слайде 21 отмечается, что при х→а справедлива запись (х-а)→0, что означает Δх→0. Также при стремлении f(х) → f(а), используемом в определении непрерывности справедлива запись f(х)-f(а) →0, то есть Δу→0. Используя данную запись, дается новое определение непрерывности в точке х=а, если для функции f(х) справедливо условие: если Δх→0, то Δу→0.
Для закрепления материала описывается решение примеров 6 и 7 ,в которых нужно найти приращение функции и предел отношения приращения функции к приращению аргумента. В примере 6 это нужно сделать для функции y=kx+m. Выводится приращение функции при переходе точки из х в (х+ Δх), демонстрируя изменения на графике. При этом получается Δу= kΔх, а lim(Δу/ Δх)=k при Δх→0. Аналогично разбирается поведение функции у=х 3 . Приращение данной функции при переходе точки из х в (х+ Δх) равно Δу=(3х 2 +3х Δх+(Δх) 2) Δх, а предел функции lim(Δу/ Δх)=3х 2 .
Презентация «Предел функции» может использоваться для ведения традиционного урока. Презентацию рекомендуется применять как инструмент дистанционного обучения. При необходимости самостоятельного изучения темы учеником пособие рекомендуется для самостоятельной работы.
