Шпаргалка по "Математика"

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 20 Ноября 2011 в 11:56, шпаргалка

Описание

Работа содержит ответы на вопросы к экзамену по "Математике".

Работа состоит из  1 файл

Матан.doc

— 279.00 Кб (Скачать документ)

1.Дайте определение предела послед-и. Докажите, исходя из определения, что lim (n→∞) 4n/3n+4 = 4/3.

   Число а называется пределом числовой послед-и {Xn}, если для любого положительного числа ε существует номер N из множества Ñ такой, что для любого n ≥ N выполняется неравенство: | Xn – a | < ε

√  ε > 0, сущ. N є Ñ,  √  n ≥ N => | Xn – a | < ε

   | Xn – a | < ε

|4n/3n+4 – 4/3| < ε, |-16/9n+12| < ε, 16/9n+12 < ε, 9n+12/16 >1/ε, n > (16-12ε)/9ε, N = [16/9ε – 4/3] +1  

2.Докажите единственность предела сходящейся последовательности.

   От противного Предп, что некоторая послед-ь {Xn} имеет 2 разл предела а и b, a ≠ b. 

Выберем столь малые окрестности т. a и b, чтобы они не имели общ точек. Т.к. lim Xn = a, все Xn, начиная с нек номера n1, содержатся в выбран окрестности т. а; точно так же из lim Xn = b, следует, что все Xn, начиная с нек номера n2, содержатся в выбранной окрестности т. b. Положим, n0 = max {n1, n2}. Тогда числа Xn с номерами n≥ n0 должны принадлежать как первой, так и второй окрестности, что невозможно, так как окрестности не имеют общих точек.

3.Докажите ограниченность сходящейся последовательности. Приведите пример ограниченной последовательности, не имеющей предела. 

док-во:

   Пусть lim Xn = a. Положим ε = 1 и найдем номер n0, начиная с которого | Xn – a | < 1, т. е.  -1<Xn – a<1 для n≥ n0. Отсюда следует а-1<Xn<а+1 для всех n≥ n0. Заменим отрезок   [а-1; а+1] таким отрезком [А;В], чтобы в него попали не только числа Xn, n≥ n0, но и все числа х1, х2,…хn0. Тогда будем иметь хn є [А;В] для всех n є N, что означает ограниченность множества {Хn}.

   Пример: (-1)n

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

4.Сформулируйте арифметические свойства двух сходящихся последовательностей. Приведите пример двух расходящихся последовательностей,

сумма которых сходится.

  Последовательность  называется сходящейся, если у нее существует конечный предел lim(n→∞)xn=a и a≠±∞.

Свойства: 1)Сходящаяся последовательность имеет только один предел; 2)Всякая сходящаяся последовательность является ограниченной; 3)Если члены  сходящейся последовательности {xn} удовлетворяют неравенству xn≥b, то и limxn≥b; 4) Если члены двух сходящихся последовательностей {xn} и {yn} связаны неравенствами xn≥yn (n=1,2,…), то и limxn≥limyn; 5) Если {xn} и {yn} сходящиеся последовательности, то{xn±yn} тоже сходящаяся последовательность и lim(n→∞)( xn±yn)=lim(n→∞)(xn)±lim(n→∞)(yn); 6)Если {xn} и {yn} сходящиеся последовательности, то{xn*yn} тоже сходящаяся последовательность и lim(n→∞)(xn*yn)=lim(n→∞)(xn)*lim(n→∞)(yn); 7)Если {xn} и {yn} сходящиеся последовательности, причем lim(n→∞)(yn)≠0. Тогда{xn/yn} тоже сходящаяся последовательность и lim(n→∞)(xn/yn)=lim(n→∞)(xn)/lim(n→∞)(yn).

   Пример: lnxn и (-lnxn2).

5.Сформулируйте  арифметические свойства  двух сходящихся последовательностей. Приведите пример двух расходящихся последовательностей,

произведение  которых сходится.

      Последовательность  называется  сходящейся, если у нее существует  конечный предел lim(n→∞)xn=a и a≠±∞.

Свойства: 1)Сходящаяся последовательность имеет только один предел; 2)Всякая сходящаяся последовательность является ограниченной; 3)Если члены сходящейся последовательности {xn} удовлетворяют неравенству xn≥b, то и limxn≥b; 4) Если члены двух сходящихся последовательностей {xn} и {yn} связаны неравенствами xn≥yn (n=1,2,…), то и limxn≥limyn; 5) Если {xn} и {yn} сходящиеся последовательности, то{xn±yn} тоже сходящаяся последовательность и lim(n→∞)( xn±yn)=lim(n→∞)(xn)±lim(n→∞)(yn); 6)Если {xn} и {yn} сходящиеся последовательности, то{xn*yn} тоже сходящаяся последовательность и lim(n→∞)(xn*yn)=lim(n→∞)(xn)*lim(n→∞)(yn); 7)Если {xn} и {yn} сходящиеся последовательности, причем lim(n→∞)(yn)≠0. Тогда{xn/yn} тоже сходящаяся последовательность и lim(n→∞)(xn/yn)=lim(n→∞)(xn)/lim(n→∞)(yn).

6. Дайте определение бесконечно малой (бм) послед-и. Приведите пример бм послед-тей, отношение которых не является бм послед-ью.

   Послед-ь {αn} называется бм, если lim (n→∞) αn = 0.

Для любого ε > 0, сущ. N, такое, что для любого n ≥ N | αn | < ε.

    (1/√n)/(1/n) =√n   - не бм послед-ь     

  7.Докажите, что произведение бм и ограниченной послед-ей является бм послед-ью.

   Док-во: Пусть {Хn} – ограниченная, а {αn} – бм послед-и. Доказать, что {Xn *  αn} – бм. Так как {Хn} ограниченна, то существует число А > 0 такое, что любой элемент Хn удовлетворяет неравенству | Хn | А. Возьмем любое ε > 0. Поскольку {αn} – бм, то для положительного числа ε/А существует номер N такой, что при n > N выполняется неравенство | αn | < ε/А. Тогда при n > N |Xn * αn | = |Xn| * | αn | < A * ε/A = ε. Это означает, что послед-ь {Xn *  αn} – бм.

8.Дайте определение бесконечно большой (бб) послед-и. Всякая ли неограниченная послед-ь является бесконечно большой? Ответ обоснуйте.

   Послед-ь {Xn} называется бб, если для любого положительного числа А существует номер N такой, что при n > N выполняется неравенство |Xn| > A. (lim (n→∞) Xn = ∞ ). Для любого A > 0, сущ. N, для любого n ≥ N: |Xn| > A. 

   Любая бб послед-ь является неограниченной. Однако неограниченная послед-ь может и не быть бб послед-ью. Например, неограниченная послед-ь 1, 2, 1, 3 .., 1, n, 1, n + 1 … не является бб, поскольку при А > 1 неравенство |Xn| > A не имеет места для всех элементов Xn с нечетными номерами.

9.Дайте  определение бесконечно  большой (бб) послед-и.  Приведите пример двух бесконечно больших послед-ей, сумма которых является бесконечно малой послед-ью. 

   Послед-ь  {Xn} называется бб, если для любого положительного числа А существует номер N такой, что при n > N выполняется неравенство |Xn| > A. (lim (n→∞) Xn = ∞ ). Для любого A > 0, сущ. N, для любого n ≥ N: |Xn| > A. 

   {аn}= (n + 1) + 1/(2 ^n+1) : 2 + ¼; 3 + 1/8; 4 + 1/16… - бб послед. (Xn > 0 => lim (n→∞) Xn = + ∞)

  1. {bn}= -(n+1): -2; -3; -4…- бб послед. (Xn < 0 => lim (n→∞) Xn = - ∞)

{an + bn}: ¼; 1/8; 1/16 – бм последь

 
 
 
 
 
 
 
 
 

10.Дайте определение возрастающей последовательности. Сформулируйте

теорему Вейерштрасса о существовании  предела ограниченной возрастающей

последовательности.

   Последовательность  элементов множества Xn называется возрастающей, если каждый следующий элемент этой последовательности превышает предыдущий. Для любого n€N: xn<x(n+1).

   Всякая  монотонная ограниченная последовательность  имеет предел.

11.Дайте определение предела функции в точке. Найдите на основе определения lim (x→2)(3x+5)/x²+18.

   Число а называется пределом функции f (x) в точке X0 (или пределом при X→ X0) если для любой сходящейся к точке X0 послед-и значений аргумента, отличных от X0, соответствующая послед-ь значений функции сходится к числу а, т. е.

lim Xn = X0 (Xn ≠ X0) => lim f(Xn) = a; lim (X→ X0) f(x) = a.

   lim (x→2) (3x + 5)/x² + 18 = 1/2

12.Докажите, что предел суммы двух функций равен сумме их пределов, если последние пределы существуют.

  Пусть lim(x→a)f(x)=A; lim (x→a)g(x)=B. lim(x→a)(f(x)+g(x))= lim(x→a)f(x)+ lim (x→a)g(x)

Представим функции  в окрестности точки x=a в виде суммы предела и бесконечно малой f(x)=A+α(x); g(x)=B+β(x), тогда f(x)+g(x)=(A+B)+ α(x)+β(x). В последнем выражении сумма бесконечно малых есть бесконечно малая. Это означает, что сумма функций имеет пределом сумму (A+B).

13.Докажите, что предел произведения двух функций равен произведению их пределов, если последние пределы существуют.

   Пусть  lim(x→a)f(x)=A; lim (x→a)g(x)=B. lim(x→a)(f(x)*g(x))= lim(x→a)f(x)* lim (x→a)g(x)

Представим функции  в окрестности точки x=a в виде суммы предела и бесконечно малой f(x)=A+α(x); g(x)=B+β(x), тогда f(x)*g(x)=A*B+α(x)*B+β(x)*A+α(x)* β(x). В последнем выражении α(x)*B+β(x)*A+α(x)* β(x) есть бесконечно малая. Это означает, что произведение функций имеет пределом сумму (A*B).

15.Докажите, что предел функции f(x) = sin 1/x в точке x = 0 не существует.

lim (x→0) sin 1/x по Гейне lim (n→∞) Xn = X0, lim(x→0+0) 1/x = +∞, lim(x→0-0) 1/x = - ∞

lim (x→0+0) sin 1/x – не сущ. sin (x→0-0) 1/x – не сущ.

 
 
 

16.Существует  ли предел функции  f (x)=xsin1/x в точке x = 0? Если да, то чему равен этот предел? Ответ обоснуйте.

17.Дайте определение предела функции при x→+∞. Докажите, что функция f(x) = sinx не имеет предела при x→+∞.

   Пределом  функции f(x) при x→+∞ называют число а, если для любой послед-и {Xn} значений аргумента, послед-ь {f(Xn)} значений функции сходится к пределу а: lim (x→∞) f(x) = a.

   f(x) = sinx => lim(x→+∞)sinx=(-1;+1)

19.Дайте определение правостороннего предела функции f (x) в точке x0 .

Приведите пример функции, у  которой правосторонний и левосторонний пределы в

точке x =1 не совпадают.

   Число b называется правым пределом f(x) в точке А, если для любой послед-и значений аргумента Xn, сходящихся к А и состоящих из чисел больше А (справа), соответствующая послед-ь значений функции сходится к числу b. lim (x→a+0) f(x) = b.

   Пример: f(x)=   1/x, x>1      lim(x→1+0)(1/x)=1

                              x+3, x≤1     lim(x→1-0)(x+3)=4

20.Дайте определение точки разрыва I рода функции в точке x0 со скачком s. Приведите пример функции, имеющей в точке x = 0 точку разрыва I рода со скачком 4. Ответ обоснуйте.

   Точка  x0 называется точкой разрыва первого рода, если в этой точке функция f(x) имеет конечные, но не равные друг другу правый и левый пределы lim(x→a+0)f(x)≠lim (x→a-0)f(x). Разность |f(x0+0)-f(x0-0)|=s называют скачком функции в точке разрыва первого рода, а сам

разрыв –  разрывом со скачком s.

   Функция, имеющая в точке  x=0 точку разрыва I рода со скачком 4:    f(x)=x3, x≤0

                          f(x)=x2+4, x>0

|f(0+0)-f(0-0)|=|(02+4)-03|=4

21. Дайте определение  точки разрыва  II рода функции  в точке x0 . Приведите пример функции, имеющей в точке x = 0 точку разрыва II рода, в которой правый и левый пределы равны +∞. Ответ обоснуйте.

   Точка   x0  называется точкой разрыва второго рода, если в этой точке функция f(x) не имеет по крайней мере одного из односторонних пределов или если хотя бы один из односторонних пределов бесконечен.

   Пример: f(x)=1/|x|; lim(x→-0)(1/|x|)=+∞; lim(x→+0)(1/|x|)=+∞; 

 
 
 
 
 
 
 
 

24.Сформулируйте теорему о существовании нуля непрерывной функции на отрезке. Используя эту теорему, докажите, что уравнение ex-x -5/4=0 имеет корень на отрезке [0;1].

   Если функция  f(x) непрерывна на отрезке [a,b] и принимает на его концах значения разных знаков, то по  крайней мере 1 раз функция обращается в нуль на этом отрезке.

   ex-x -5/4=0, f(0)=-0.25, f(1)=e-2.25, e>2.25 => f(1)>0

На концах отрезка [0;1] функция принимает значения разных знаков, поэтому по теореме о существовании нуля непрерывной функции существует точка Aє[0;1], в которой f(A)=0. Получается, что данное уравнение имеет корень на отрезке [0;1].

25.Дайте определение производной функции в точке. Найдите с помощью определения производную функции f(x)=x3 в точке x0, где x0-произвольн. точка.

   Производной функции f(x)  в точке x0 называется предел отношения приращения функции в этой точке к приращению аргумента при стремлении последнего произвольным образом к 0.

f ’(x)= =

   f(x) = x3

f ′(xо)= = = = =3

26.Дайте определение производной функции в точке. Найдите с помощью определения производную функции f(x)=sinx в точке x0, где x0-произвольная точка.

   Производной функции f(x)  в точке x0 называется предел отношения приращения функции в этой точке к приращению аргумента при стремлении последнего произвольным образом к 0.

f ’(x)= =

Информация о работе Шпаргалка по "Математика"