20. Второй замечательный предел
Теорема
Как известно, предел последовательности равен (тема 8a):
Теорема.
В лекции без доказательства (кадр 19 пустой). В слайде 18 опечатка: «как известно передел последовательности».
Доказательство не из лекций и опоры
Опоры: предел последовательности (тема 8a; в лекции заявлен без доказательства); целая часть; теорема о промежуточной функции (тема 11); арифметика пределов (тема 13); определение Гейне для перехода «последовательность → функция» (тема 9).
. Пусть , тогда и
Крайние части при :
Обе ; так как при , по теореме о промежуточной функции .
. Замена , :
По теореме о связи с односторонними пределами (аналог для ) — .
Следствия (сл. 20–24)
(, в 4–5.)
Следствие 1
Замена сводит ко второму замечательному пределу: ; .
Следствие доказано.
Следствие 2
Здесь кроме первого следствия используется теорема о пределе сложной функции:
Следствие доказано.
Здесь теорема о сложной функции применяется законно: непрерывен в точке () — условие 2 из «Главное: предел сложной функции» (раздел «Расхождения»).
Следствие 3
Замена сводит ко второму следствию: , , ; .
Следствие доказано.
Следствие 4
Формула перехода к новому основанию сводит ко второму следствию:
Следствие доказано.
Следствие 5
Замена сводит к четвёртому следствию: , ; .
Следствие доказано.
В слайде 24: «сводим к уже рассмотренному выше пятому следствию» — ссылка на само себя; по выкладке используется четвёртое следствие.
Рабочие формулы
| Предел () | Значение | Как эквивалентность (тема 22) |
|---|---|---|
| — | ||
Неопределённость — рабочая формула [в общем виде не из лекций; лектор использует этот приём в л. 9, сл. 31]: если , и около , то
Обоснование: внутренняя скобка по следствию 1 (с , ), далее — непрерывность показательной функции (л. 9).
, не из лекций: , предел показателя — неопределённость , раскрывается эквивалентностями.
Алгоритмы
А. Неопределённость
- Проверить: основание , показатель .
- Найти (привести к общему знаменателю).
- Посчитать (обычно или эквивалентности).
- Ответ: .
- На РК — показать «выделение» , как у лектора на сл. 31 л. 9.
Б. с , ,
- Аргумент логарифма привести к виду , ; показатель степени — к .
- Дополнить до табличных: , , .
- Если точка не — замена .
Разобранные примеры
Пример 1 (). .
Решение
, — .
; . Ответ: .
Подробно: .
Пример 2. .
Решение
(следствие 1 с ).
Пример 3 (, тригонометрия). .
Решение
, . (следствие 5 темы 19). Ответ: .
Пример лектора (л. 9, сл. 31): .
Пример 4. .
Решение
Пример 5. .
Решение
Пример 6 ( с логарифмом). .
Решение
.
Типичные ошибки
- Считать .
- Применять формулу , когда (тогда это не неопределённость: , ).
- Путать и (другая задача).
- Писать и — перепутаны.
- В забывать, что аргумент — именно с : при — это .