Бесконечно малые функции
|
|
Функция α (x) называется бесконечно малой при , если
Предположим, что α (x) и β (x) - бесконечно малые функции при .
- Если , то говорят, что функция α (x) является бесконечно малой высшего порядка по сравнению с функцией β (x);
- Если , то говорят, что функции α (x) и β (x) являются бесконечно малыми одинакового порядка малости;
- Если , то говорят, что функция α (x) является бесконечно малой порядка n относительно функции β (x);
- Если , то говорят, что бесконечно малые функции α (x) и β (x) эквивалентны при .
В частности, следующие функции являются эквивалентными:
При вычислении предела отношения двух бесконечно малых функций мы можем заменить эти функции их эквивалентными выражениями.
|
Пример 1
|
Найти предел .
Решение.
Используем формулы:
Тогда
|
Пример 2
|
Найти предел .
Решение.
Поскольку , то предел можно переписать в следующем виде:
|
Пример 3
|
|
Найти предел .
Решение.
Известно, что и при . Следовательно,
|
Пример 4
|
Найти предел .
Решение.
Заменяя квадратный корень на эквивалентную бесконечно малую функцию, получаем
|
Пример 5
|
|
Найти предел .
Решение.
Применим формулу при . В результате предел преобразуется следующим образом:
|
Пример 6
|
|
Вычислить предел .
Решение.
Заменим переменную: x − π = y. Здесь y → 0, если x → π. Тогда предел равен
Применяя формулу приведения , получаем
Наконец, заменяя косинус эквивалентным бесконечно малым выражением , находим предел:
|
Пример 7
|
|
Вычислить предел .
Решение.
Используя эквивалентное бесконечно малое выражение для логарифма: при , получаем
|
Пример 8
|
|
Вычислить предел .
Решение.
Пусть . Тогда при . Предел становится равным
Далее используем алгебраическое тождество
и находим предел
|
Пример 9
|
|
Вычислить предел .
Решение.
Используем следующие эквивалентные выражения для бесконечно малых функций:
Тогда предел можно записать в виде
Заменяя , получаем окончательный ответ
|
Пример 10
|
Вычислить предел .
Решение.
Сделаем замену переменной:
Тогда предел через новую переменную y записывается в виде
Заменим функции косинус и синус их эквивалентными бесконечно малыми выражениями по формулам
Предел становится равным
Мы ограничимся учетом бесконечно малых первого порядка малости и пренебрежем бесконечно малыми второго порядка . В результате, получаем окончательный ответ
|
|