Замечательные пределы

Содержание

  1. 1.Первый замечательный предел
    1. 1.1.Следствие 1
    2. 1.2.Следствие 2
    3. 1.3.Следствие 3
    4. 1.4.Следствие 4
  2. 2.Второй замечательный предел
    1. 2.1.Следствие 5
    2. 2.2.Следствие 6
    3. 2.3.Следствие 7
    4. 2.4.Следствие 8

Первый замечательный предел

lim⁡x→0sin⁡xx=1.\lim\limits_{x\to 0}\frac{\sin x}{x}=1.

(см. Пример 2 статьи Предел функции в точке. Свойства пределов)

Следствие 1

lim⁡x→0arcsin⁡xx=1.\lim\limits_{x\to 0}\frac{\operatorname{arcsin} x}{x}=1.

Замена переменной x=sin⁡tx=\sin t. Действительно, согласно свойству 6 предела функции в точке, имеем

lim⁡x→0arcsin⁡xx=lim⁡t→0arcsin⁡sin⁡tsin⁡t=lim⁡t→0tsin⁡t=1.\lim\limits_{x\to 0}\frac{\operatorname{arcsin} x}{x}=\lim\limits_{t\to 0}\frac{\operatorname{arcsin} \sin t}{\sin t}=\lim\limits_{t\to 0}\frac{ t}{\sin t}=1.

Следствие 2

lim⁡x→0tg⁡xx=1.\lim\limits_{x\to 0}\frac{\operatorname{tg} x}{x}=1.

Согласно тому, что lim⁡x→0cos⁡x=1\lim\limits_{x\to 0}\cos x=1 и свойству 5 предела функции в точке, получим

lim⁡x→0tg⁡xx=lim⁡x→0sin⁡xxcos⁡x=lim⁡x→0sin⁡xxlim⁡x→0cos⁡x=1.\lim\limits_{x\to 0}\frac{\operatorname{tg} x}{x}=\lim\limits_{x\to 0}\frac{\sin x}{x\cos x}=\frac{\lim\limits_{x\to 0}\frac{\sin x}{x}}{\lim\limits_{x\to 0}\cos x}=1.

Следствие 3

lim⁡x→0arctg⁡xx=1\lim\limits_{x\to 0}\frac{\operatorname{arctg} x}{x}=1

Замена переменной x=tg⁡tx=\operatorname{tg} t. Согласно свойству 6 предела функции в точке, имеем

lim⁡x→0arctg⁡xx=lim⁡t→0arctg⁡tg⁡ttg⁡t=lim⁡t→0ttg⁡t=1.\lim\limits_{x\to 0}\frac{\operatorname{arctg} x}{x}=\lim\limits_{t\to 0}\frac{\operatorname{arctg} \operatorname{tg} t}{\operatorname{tg} t}=\lim\limits_{t\to 0}\frac{ t}{\operatorname{tg} t}=1.

Следствие 4

lim⁡x→01−cos⁡xx2=12\lim\limits_{x\to 0}\frac{1-\cos x}{x^2}=\frac{1}{2}

Используя свойства 6 и 8 предела функции в точке, получим

lim⁡x→01−cos⁡xx2=lim⁡x→02sin⁡2x2x2=12lim⁡x→0(sin⁡x2x2)2=12(lim⁡x→0sin⁡x2x2)2=12\lim\limits_{x\to 0}\frac{1-\cos x}{x^2}=\lim\limits_{x\to 0}\frac{2\sin^2\frac{x}{2}}{x^2}=\frac{1}{2}\lim\limits_{x\to 0}\left(\frac{\sin\frac{x}{2}}{\frac{x}{2}}\right)^2=\frac{1}{2}\left(\lim\limits_{x\to 0}\frac{\sin\frac{x}{2}}{\frac{x}{2}}\right)^2=\frac{1}{2}

Второй замечательный предел

lim⁡t→+∞(1+1t)t=lim⁡x→0(1+x)1/x=e.\lim\limits_{t\to +\infty}\left(1+\frac{1}{t}\right)^t=\lim\limits_{x\to 0}(1+x)^{1/x}=e.

Следствие 5

lim⁡x→0ln⁡(1+x)x=1.\lim\limits_{x\to 0}\frac{\ln(1+x)}{x}=1.

Используя свойство 6 предела функции в точке, получим

lim⁡x→0ln⁡(1+x)x=lim⁡x→0ln⁡(1+x)1/x=ln⁡(lim⁡x→0(1+x)1/x)=ln⁡e=1\lim\limits_{x\to 0}\frac{\ln(1+x)}{x}= \lim\limits_{x\to 0}\ln(1+x)^{1/x}=\ln \left(\lim\limits_{x\to 0}(1+x)^{1/x}\right)=\ln e=1

Следствие 6

lim⁡x→0ex−1x=1\lim\limits_{x\to 0}\frac{e^x-1}{x}=1

Замена переменной x=ln⁡(1+t)x=\ln(1+t). Используя свойство 6 предела функции в точке и очевидное равенство lim⁡t→0ln⁡(1+t)=0\lim\limits_{t\to 0}\ln(1+t)=0, получим

lim⁡x→0ex−1x=lim⁡t→0eln⁡(1+t)−1ln⁡(1+t)=lim⁡t→0tln⁡(1+t)=1.\lim\limits_{x\to 0}\frac{e^x-1}{x}=\lim\limits_{t\to 0}\frac{e^{\ln(1+t)}-1}{\ln(1+t)}=\lim\limits_{t\to 0}\frac{t}{\ln(1+t)}=1.

Следствие 7

lim⁡x→0(1+x)a−1x=a.\lim\limits_{x\to 0}\frac{(1+x)^a-1}{x}=a.

Замена переменной x=et−1x=e^t-1. Используя свойствa 6 и 8 предела функции в точке и очевидное равенство lim⁡t→0(et−1)=0\lim\limits_{t\to 0}\left(e^t-1\right)=0, получим

lim⁡x→0(1+x)a−1x=lim⁡t→0eat−1et−1=a(lim⁡t→0eat−1at)(lim⁡t→0tet−1)=a.\lim\limits_{x\to 0}\frac{(1+x)^a-1}{x}=\lim\limits_{t\to 0}\frac{e^{at}-1}{e^t-1}=a\left(\lim\limits_{t\to 0}\frac{e^{at}-1}{at}\right)\left(\lim\limits_{t\to 0}\frac{t}{e^t-1}\right)=a.

Следствие 8

Если a>0a>0, то

lim⁡x→0ax−1x=ln⁡a.\lim\limits_{x\to 0}\frac{a^x-1}{x}=\ln a.

Замена переменной x=tlog⁡aex=t\log_a e. Используя свойство 6 предела функции в точке

lim⁡x→0ax−1x=lim⁡t→0et−1tlog⁡ae=1log⁡aelim⁡t→0et−1t=ln⁡a.\lim\limits_{x\to 0}\frac{a^x-1}{x}=\lim\limits_{t\to 0}\frac{e^t-1}{t\log_ae}=\frac{1}{\log_ae}\lim\limits_{t\to 0}\frac{e^t-1}{t}=\ln a.

Не получается самостоятельно разобраться с темой? Заказать написание статьи по математике!

Комментарии

Нет комментариев

Предыдущая статья

Изопериметрическая задача

Следующая статья

Сравнение функций
Не можешь разобраться в этой теме?
Обратись за помощью к экспертам
Гарантированные бесплатные доработки в течение 1 года
Быстрое выполнение от 2 часов
Проверка работы на плагиат
Прямой эфир