Тема . Математический анализ

.19 Пределы функций. Непрерывность. Точки разрыва.

Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела математический анализ
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#97466

a) Найти

         ∘ ----------
xl→im− ∞ x−   x2 + x + 1

b) Найти

     ∘ -----------  ∘ -----------
 lim  3 x3 + x2 + 1 − 3 x3 − x2 + 1
x→ ∞

c) Найти

     ∘ ----------      1
xl→im∞   x2 − x+ 1 − x + --
                       2
Показать ответ и решение

a) Домножим и разделим на сопряженное:

    ∘ ----------    2    2
x −   x2 + x+ 1 = x--−-(√x--+-x+-1) = ----√− x-−-1----
                   x +  x2 + x + 1   x +   x2 + x+ 1

Теперь поделим и числитель и знаменатель на x  .

Только будем осторожными - когда мы будем делить вот этот кусочек знаменателя √ ----------
  x2 + x + 1  на x  , нам, разумеется, захочется внести его под корень. Но у нас x → − ∞ , поэтому мы вспоминаем школьное свойство, что при a < 0  выполнено

√----------     √ --------                  √ --------
 a2 что-то =  |a|  что-то =  ( если a < 0 )− a  что- то

(в нашем случае роль a  играет 1x  , которое то как раз и отрицательно при x →  − ∞ ).

И тогда

                            1
---√−-x−-1-----=  ---∘−-1−--x-----
x+   x2 + x+  1   1−   1 + 1 + -1
                           x   x2

Итак, числитель, очевидно, стремится к − 1  .

В знаменателе же стоит разность 1  и корня ∘ ----------
  1 + 1 + 1-
      x   x2   , который, очевидно, стремится к 1. Таким образом, знаменатель наш стремится к нулю, причем оставаясь всегда положительным, а числитель стремится к  − 1  .

Делаем вывод: при x →  − ∞ выражение

    − 1−  1
---∘------x-----
1−   1 + 1x + x12

А вместе с ним и наше исходное выражение

    ∘ ----------
x−    x2 + x + 1

расходится к − ∞ .

b) Поскольку задача состоит в том, чтобы найти

xl→im∞  нашего вы ражени я

необходимо исследовать предел

xl→im+ ∞ наш его выраж ения

и

 lim   наш его выраж ения
x→− ∞

Если окажется, что они существуют и равны между собой, то тогда и только тогда мы скажем, что существует и равен им предел

 lim   нашего вы ражени я
x→ ∞

Итак, приступим:

Домножим и разделим на сопряженное:

∘3--3---2----  ∘3--3---2----   ------------------x3-+-x2 +-1-−-(x3 −-x2-+-1)-----------------
  x  + x  + 1−   x  − x  + 1 = 3∘ (x3 +-x2-+-1)2 + 3∘ (x3-+-x2-+-1)(x3-−-x2-+-1)+ ∘3(x3-−-x2 +-1)2 =

                                  2
=  ∘-----------------∘----------2x---------------∘---------------
   3 (x3 + x2 + 1)2 + 3 (x3 + x2 + 1)(x3 − x2 + 1)+ 3(x3 − x2 + 1)2

Теперь поделим и числитель и знаменатель на  2
x   .

В данном случае мы делим, во-первых, на что-то явно положительное при x →  +∞ , и при x → − ∞ тоже. Да и корень у нас нечетной степени. Поэтому никаких таких забот, как в предыдущем пункте у нас не возникнет. Наше деление происходит без смены знака у корня причем как при x →  +∞ , так и при x →  − ∞ . Тогда:

-----------------------------2x2------------------------------
3∘ (x3 +-x2-+-1)2 + ∘3(x3-+-x2 +-1)(x3-−-x2 +-1)+ 3∘ (x3 −-x2 +-1)2 =

                                                 2x2
= ∘3-6-----------------------------3∘--6-----------------------------3∘---6-------------------------- =
    x  +  од ночлены степен и < 6 +   x  + од ночлены степени < 6  +   (x +  одноч лены степе&#

(а теперь делим )

=  ∘----------------------------∘------------2----------------∘--------------------------
   3 1+  члены  вида 1k,k > 0 +  31 +  члены вида -1k,k > 0 +  3 1+  члены  вида 1k,k > 0
                     x                            x                             x

Видно, что числитель стремится к 2 (он просто равен 2), а в знаменателе стоит сумма трех корней, в каждом из которых подкоренное выражение стремится к 1, следовательно, знаменатель стремится к 3.

Причем, обратите внимание, что мы нигде не пользовались тем, x →  + ∞ или x → − ∞ .

Следовательно, мы можем заключить и то, что

     ∘3 -----------  3∘ -----------  2
x→lim−∞    x3 + x2 + 1−   x3 − x2 + 1 = 3

И то что

     ∘3 -----------  3∘ -----------  2
x→li+m∞    x3 + x2 + 1−   x3 − x2 + 1 = 3

А значит, вывод:

     3∘ -3----2----  3∘ -3----2----  2-
xli→m∞   x +  x + 1 −   x  − x + 1 = 3

c) Поскольку задача состоит в том, чтобы найти

xl→im∞  нашего вы ражени я

необходимо исследовать предел

 lim   наш его выраж ения
x→+ ∞

и

 lim   наш его выраж ения
x→− ∞

Если окажется, что они существуют и равны между собой, то тогда и только тогда мы скажем, что существует и равен им предел

xl→im∞  нашего вы ражени я

Итак, приступим:

Домножим и разделим на сопряженное:

∘ ----------      1   (x2 − x + 1)− (x − 1)2           3
  x2 − x + 1 − x+ -=  -√----------------21--= √--------4--------1
                  2      x2 − x + 1 + x− 2      x2 − x+ 1 + x − 2

1. Исследуем при x →  +∞ . Тогда числитель стремится к 3
4   , а в знаменателе давайте вынесем x  за скобки:

  ----------            ∘ -----------
∘ x2 − x + 1+ x − 1-= x ( 1 − 1-+  1-+ 1 − -1-)
                  2           x    x2      2x

И видно, что при x → + ∞ выполнено:

∘ -----------
  1 − 1-+ -1-→  1,  1−  1--→ 1
      x   x2            2x

Следовательно, наш x  умножается на скобку, стремящуюся к 2.

Следовательно, знаменатель стремится к + ∞ , следовательно, вся дробь

         3
√--------4--------1
  x2 − x + 1 + x− 2

стремится к 0 при x → + ∞ .

2. Исследуем при x → − ∞ . Тогда числитель стремится к 3
4   , а в знаменателе давайте вынесем x  за скобки.

Однако, вспомним, что x →  − ∞ , поэтому по школьному свойству, говорящему о том, что при a < 0  выполнено

√----------     √ --------                  √ --------
 a2 что-то =  |a|  что-то =  ( если a < 0 )− a  что- то

(в нашем случае роль a  играет x  , которое то как раз и отрицательно при x → − ∞ ). И будем иметь:

∘ ----------             ∘ -----------
  x2 − x + 1+ x−  1=  x(−  1 − 1-+ -1-+ 1 − -1)
                  2            x   x2       2x

К чему же все это стремится при x →  − ∞ ? Давайте немного преобразуем:

    ∘ -----------               ∘ -----------
x(−   1 − 1-+ -1-+ 1−  1-) = − x ( 1 − 1-+ 1-− 1 + -1-)
          x   x2       2x             x    x2      2x

Сделаем замену x = − t  . Тогда наш пример превратится в

  ∘ ----------
t(  1+  1+  12-− 1 − 1-)
        t   t       2t

Но при такой замене, если x → − ∞ , то t  , конечно, t → + ∞ .

Засунем t  обратно под корень (t > 0  ):

∘ -2-------      1-
  t  + t+ 1 − t− 2

Домножим на сопряженное:

                      2              1 2           3
∘t2--+-t+-1−  t− 1-= t√+--t+-1−-(t+--2)-=  √-------4---------
                 2     t2 + t+ 1 + t+ 1      t2 + t+ 1 + t+ 1
                                      2                    2

И видно, что знаменатель при t → + ∞ стремится к + ∞ , числитель стремится к 34   .

Следовательно,

∘ ---------
  t2 + t+ 1− t−  1-→ 0,t → + ∞
                 2

Следовательно, и до замены

   ∘  -----------
         1    1        1
− x ( 1− --+  -2 − 1 +---) → 0,x → − ∞
         x    x       2x

То есть

∘ -2--------      1-
  x  − x+  1+ x − 2 →  0,x → − ∞

Таким образом,

---------34---------
√ x2 − x + 1 + x− 1
                  2

- есть константа, деленная на бесконечно малую. Следовательно,

         3
√--2-----4--------1
  x − x + 1 + x−  2

- расходится к бесконечности при x →  − ∞ . Следовательно,

∘ ----------      1
  x2 − x + 1 − x+ --
                  2

расходится к бесконечности при x →  − ∞ .

Получилось, что

 lim   наш его выраж ения  = 0
x→+ ∞

однако

xl→im−∞  нашего вы ражени я −  не сущ ествует

Следовательно.

lim  наш его вы раж ения − не существует
x→∞
Ответ:

Специальные программы

Все специальные программы

Программа
лояльности v2.0

Приглашай друзей в Школково и получай вознаграждение до 10%!

Крути рулетку
и выигрывай призы!

Крути рулетку и покупай курсы со скидкой, которая привязывается к вашему аккаунту.

Бесплатное онлайн-обучение

Для школьников из приграничных территорий России, проживающих в ДНР, ЛНР, Херсонской, Запорожской, Белгородской, Курской, Брянской областях и Крыму.

Налоговые вычеты

Узнай, как получить налоговый вычет при оплате обучения в «Школково».

Специальное предложение
для учителей

Бесплатный доступ к любому курсу подготовки к ЕГЭ, ОГЭ и олимпиадам от «Школково». Мы с вами делаем общее и важное дело, а потому для нас очень значимо быть чем-то полезными для учителей по всей России!

Вернём деньги за курс
за твою сотку на ЕГЭ

Сдать экзамен на сотку и получить обратно деньги за подготовку теперь вполне реально!

cyberpunkMouse
cyberpunkMouse
Рулетка
Вы можете получить скидку в рулетке!