Login:
Hasło:
zapomniałem hasło
zarejestruj się
skórka:
Baza Wiedzy

granice i ciągłość funkcji 1

Matematyka - Granica i ciągłość funkcji 1

 
Przed wprowadzeniem definicji granicy funkcji zdefiniujmy pewne niezbędne pojęcia.
 
Otoczenie i sąsiedztwo punktu
 
      Jeśli dana jest funkcja , gdzie  i , to dowolny ciąg , którego każdy wyraz należy do dziedziny funkcji f nazywamy ciągiem argumentów funkcji , natomiast ciąg  nazywamy ciągiem wartości funkcji  odpowiadającym ciągowi .
 
Sąsiedztwo punktu

      Sąsiedztwem o promieniu  punktu  nazywamy sumę przedziałów  i oznaczamy symbolem .
            .

 
Otoczenie punktu

      Otoczeniem o promieniu  punktu  nazywamy przedział otwarty  i oznaczamy symbolem .
            .

 
Granica funkcji
 
Granica funkcji w punkcie

Istnieją dwie równoważne definicje granicy funkcji  - definicje Heinego i definicje Cauchy'ego.
 
Definicja Heinego

      Liczbę  g nazywamy granicą funkcji  w punkcie , wtedy i tylko wtedy, gdy dla każdego ciągu argumentów funkcji , gdzie , o wyrazach , zbieżnego do , odpowiadający mu ciąg wartości funkcji  jest zbieżny do g.

 
Definicja Cauchy'ego
>>>>>>>>>>>>>>>>
      Liczbę  g nazywamy granicą funkcji  w punkcie , wtedy i tylko wtedy, gdy dla każdej liczby  istnieje taka liczba , że dla każdego  spełniony jest warunek  .
.

 
Granica niewłaściwa funkcji w punkcie (definicja Heinego)

      Funkcja  ma w punkcie  granicę niewłaściwą  wtedy i tylko wtedy, gdy dla każdego ciągu argumentów funkcji , gdzie , o wyrazach , zbieżnego do , odpowiadający mu ciąg wartości funkcji  jest rozbieżny do .


 
Granica funkcji w punkcie niewłaściwym - w nieskończoności (definicje Heinego)
 
Granica właściwa

      Funkcja  ma w   granicę równą g, wtedy i tylko wtedy, dla każdego ciągu argumentów funkcji , gdzie , rozbieżnego do , odpowiadający mu ciąg wartości funkcji  jest zbieżny do g.

 
Granice niewłaściwe

      Funkcja  ma w  granicę niewłaściwą  wtedy i tylko wtedy, gdy dla każdego ciągu argumentów funkcji , gdzie , rozbieżnego do , odpowiadający mu ciąg wartości funkcji  jest rozbieżny do .

      Funkcja  ma w  granicę niewłaściwą  wtedy i tylko wtedy, gdy dla każdego ciągu argumentów funkcji , gdzie , rozbieżnego do  odpowiadający mu ciąg wartości funkcji  jest rozbieżny do .


Granice jednostronne funkcji (definicje Heinego)
 
Granica lewostronna właściwa
      Liczbę g nazywamy granicą lewostronną funkcji  w punkcie  wtedy i tylko wtedy, gdy dla każdego ciągu argumentów funkcji , gdzie , o wyrazach mniejszych od , zbieżnego do , odpowiadający mu ciąg wartości funkcji  jest zbieżny do g.


Granica prawostronna właściwa
      Liczbę g nazywamy granicą prawostronną funkcji  w punkcie  wtedy i tylko wtedy, gdy dla każdego ciągu argumentów funkcji , gdzie , o wyrazach większych od , zbieżnego do , odpowiadający mu ciąg wartości funkcji jest zbieżny do g.

 
Granica lewostronna niewłaściwa
      Funkcja  ma w punkcie  lewostronną granicę niewłaściwą  wtedy i tylko wtedy, gdy dla każdego ciągu argumentów funkcji , gdzie , o wyrazach mniejszych od , zbieżnego do , odpowiadający mu ciąg wartości funkcji  jest rozbieżny do .

 
Granica prawostronna niewłaściwa
      Funkcja  ma w punkcie  prawostronną granicę niewłaściwą  wtedy i tylko wtedy, gdy dla każdego ciągu argumentów funkcji , gdzie , o wyrazach większych od , zbieżnego do ,  odpowiadający mu ciąg wartości funkcji  jest rozbieżny do .

 
Istnienie granicy funkcji w punkcie

      Funkcja , określona w pewnym sąsiedztwie punktu , ma w tym punkcie granicę wtedy i tylko wtedy, gdy ma w tym punkcie obie granice jednostronne i granice te są równe:

Jeśli natomiast , to funkcja nie ma granicy w punkcie .
 
Przykład:
Sprawdź, czy funkcje a) b) mają granice w punkcie .
 
Rozwiązanie:
Należy obliczyć granice jednostronne obu funkcji w punkcie .
  1. ,     
    Ponieważ , więc dana funkcja nie ma granicy w punkcie .
  2. ,    .
    Ponieważ , więc dana funkcja ma granicę w punkcie .:
    .

Działania na granicach funkcji

      Jeśli funkcje i mają w punkcie  granice równe odpowiednio , to istnieją w punkcie  granice funkcji , przy czym ta ostatnia istnieje przy dodatkowym założeniu, że , i zachodzą związki:




  1. ,  gdzie >.

Jeżeli , to .
Jeżeli  i  dla , to .
Jeżeli  i  dla , to.
 
Reguła de l'Hospitala

      Jeśli funkcje i  są określone i różniczkowalne w sąsiedztwie punktu , , oraz zachodzi jeden z następujących warunków:
  lub     i 

i istnieje granica: , to istnieje granica , przy czym:   .
 

wszelkie prawa zastrzeżone © 2007 Fundacja Nauka i Wiedza