Содержание
Итак, сервисы по нахождению пределов онлайн:
Решение пределов функции
Это он-лайн сервис в два шага:
- Ввести функцию, предел которой необходимо вычислить
- Ввести точку, в которой надо вычислить предел
Применение правила Лопиталя
Представлен калькулятор, который помогает вычислять пределы с помошью правила Лопиталя. Он не только даёт ответ, но ещё предоставляет подробное решение с помощью этого правила.
© Контрольная работа РУ — калькуляторы онлайн
Факториал числа $n!$ равен произведению чисел от 1 до $n$. Например, $5! = 1cdot 2cdot 3cdot 4cdot 5$. Для решения примеров на пределы с факториалами понадобится знать и понимать формулу разложения на множители. $$ (n+1)! = n!(n+1) qquad (1) $$
Например, $5! = 4! cdot 5 $, или $5! = 3! cdot 4 cdot 5$, а можно еще так $5! = 2! cdot 3 cdot 4 cdot 5 $.
Основная суть идеи:
- Выносим наименьший факториал числа за скобки в числителе и знаменателе
- Сокращаем факториалы, избавляя тем самым предел от них
- Вычисляем предел подходящим способом
Пример 1 |
Вычислить предел с факториалами $lim_limits frac<(n+1)!>$ |
Решение |
Подставляя $x=infty$ в предел получаем неопределенность бесконечность делить на бесконечность. Избавимся от факториалов. Для этого используем формулу (1) для их разложения на множители.
Подставляем в предел полученное выражение и сокращаем на $n!$ числитель со знаменателем.
Теперь подставляя бесконечность в предел вычисляем ответ.
Если не получается решить свою задачу, то присылайте её к нам. Мы предоставим подробное решение. Вы сможете ознакомиться с ходом вычисления и почерпнуть информацию. Это поможет своевременно получить зачёт у преподавателя!
Пример 2 |
Решить предел с факториалом $ lim_limits frac<(2n+1)! + (2n+2)!> <(2n+3)!>$ |
Решение |
Ответ |
$$ lim_limits frac<(2n+1)! + (2n+2)!> <(2n+3)!>= 0 $$ |
Пример 3 |
Найти предел $lim_limits frac<3(n+1)!> <2(n+1)!-n!>$ |
Решение |
Предел числовой последовательности |
Свойства пределов числовых последовательностей |
Вывод формулы для суммы членов бесконечно убывающей геометрической прогрессии |
Примеры вычисления пределов последовательностей. Раскрытие неопределенностей |
Число e. Второй замечательный предел |
Предел числовой последовательности
Определение 1 . Число a называют пределом числовой последовательности
если для любого положительного числа ε найдется такое натуральное число N , что при всех n > N выполняется неравенство
записывают с помощью обозначения
и произносят так: «Предел an при n , стремящемся к бесконечности, равен a ».
То же самое соотношение можно записать следующим образом:
an → a при .
Словами это произносится так: « an стремится к a при n , стремящемся к бесконечности».
Замечание . Если для последовательности
найдется такое число a , что an → a при , то эта последовательность ограничена.
Определение 2 . Говорят, что последовательность
стремится к бесконечности, если для любого положительного числа C найдется такое натуральное число N , что при всех n > N выполняется неравенство
Условие того, что числовая последовательность
стремится к бесконечности, записывают с помощью обозначения
или с помощью обозначения
при .
Пример 1 . Для любого числа k > 0 справедливо равенство
Пример 2 . Для любого числа k > 0 справедливо равенство
Пример 3 . Для любого числа a такого, что | a | справедливо равенство
Пример 4 . Для любого числа a такого, что | a | > 1, справедливо равенство
Пример 5 . Последовательность
предела не имеет.
Свойства пределов числовых последовательностей
Рассмотрим две последовательности
Если при существуют такие числа a и b , что
и ,
то при существуют также и пределы суммы, разности и произведения этих последовательностей, причем
Если, кроме того, выполнено условие
то при существует предел дроби
Для любой непрерывной функции f (x) справедливо равенство
Вывод формулы для суммы членов бесконечно убывающей геометрической прогрессии
знаменатель которой равен q .
Для суммы первых n членов геометрической прогрессии
Если для суммы всех членов бесконечно убывающей геометрической прогрессии ввести обозначение
то будет справедлива формула
В случае бесконечно убывающей геометрической прогрессии знаменатель q удовлетворяет неравенству
| q | Определение 3 . Если при нахождении предела дроби выясняется, что и числитель дроби, и знаменатель дроби стремятся к, то вычисление такого предела называют раскрытием неопределенности типа .
Часто неопределенность типа удается раскрыть, если и в числителе дроби, и в знаменателе дроби вынести за скобки «самое большое» слагаемое. Например, в случае, когда в числителе и в знаменале дроби стоят многочлены, «самым большим» слагаемым будет член с наивысшей степенью.
Пример 6 . Найти предел последовательности
Решение . Сначала преобразуем выражение, стоящее под знаком предела, воспользовавшись свойствами степеней:
Вынося за скобки «самое большое» слагаемое в числителе дроби и «самое большое» слагаемое в знаменателе дроби, а также, используя cвойства пределов последовательностей и результат примера 3, получаем
Вынося за скобки «самое большое» слагаемое в числителе дроби и «самое большое» слагаемое в знаменателе дроби и сокращая дробь, получаем
Ответ .
Пример 7 . Найти предел последовательности
Решение . Вынося за скобки «самое большое» слагаемое в числителе дроби и «самое большое» слагаемое в знаменателе дроби, а также, используя cвойства пределов последовательностей и результат примера 1, получаем
Решение . Преобразуем дробь, вынося за скобки «самое большое» слагаемое в числителе дроби и «самое большое» слагаемое в знаменателе дроби:
Ответ .
В следующих двух примерах показано, как можно раскрыть неопределенности типа .
Пример 8 . Найти предел последовательности
Решение . Сначала преобразуем выражение, стоящее под знаком предела, приводя дроби к общему знаменателю:
Вынося за скобки «самое большое» слагаемое в числителе дроби и «самое большое» слагаемое в каждой из скобок знаменателя дроби, а также, используя cвойства пределов последовательностей и результат примера 1, получаем
Преобразуем дробь, вынося за скобки «самое большое» слагаемое в числителе дроби и «самое большое» слагаемое в каждой из скобок знаменателя дроби:
Ответ .
Пример 9 . Найти предел последовательности
Решение . В рассматриваемом примере неопределенность типа возникает за счет разности двух корней, каждый из которых стремится к. Для того, чтобы раскрыть неопределенность, домножим и разделим выражение, стоящее под знаком предела, на сумму этих корней и воспользуемся формулой сокращенного умножения «разность квадратов».
Из-за большого размера формул подробные вычисления видны только на устройствах с разрешением экрана по ширине не менее 768 пикселей (например, на стационарных компьютерах, ноутбуках и некоторых планшетах). На Вашем мобильном устройстве отображается только результат описанных операций.
Вынося за скобки «самое большое» слагаемое в числителе дроби и «самое большое» слагаемое из-под каждого корня в знаменателе дроби, а также, используя cвойства пределов последовательностей и результат примера 1, получаем
Преобразуем дробь, вынося за скобки «самое большое» слагаемое в числителе дроби и «самое большое» слагаемое из-под каждого корня в знаменателе дроби,а затем сокращая дробь на n 2 :
Ответ .
Пример 10 . Найти предел последовательности
Решение . Замечая, что для всех k = 2, 3, 4, … выполнено равенство
,
Число e. Второй замечательный предел
(1) |
В дисциплине «Математический анализ», которую студенты естественнонаучных и технических направлений высших учебных заведений изучают на 1 курсе, доказывают, что последовательность (1) монотонно возрастает и ограничена сверху. Из теоремы Вейерштрасса о монотонных и ограниченных последовательностях, доказательство которой выходит за рамки школьного курса математики, вытекает, что последовательность (1) имеет конечный предел. Этот предел принято обозначать буквой e .
Таким образом, справедливо равенство
(2) |
причем расчеты показывают, что число
Число e играет исключительно важную роль в естествознании и, в частности, служит основанием натуральных логарифмов и основанием показательной функции
которую называют «экспонента» .
что позволяет вычислять число e с любой точностью. Конечно же, доказательство формулы (3) выходит за рамки школьного курса математики.
Замечание . Предел (2), в котором для последовательностей раскрывается неопределенность типа , называют вторым замечательным пределом . В разделе нашего справочника «Пределы функций» можно ознакомиться со вторым замечательным пределом для функций.