Как найти решение пределов функции онлайн

Как найти решение пределов функции онлайн

Предел функции при ( x to x_0 )

Пусть функция ( f(x) ) определена на некотором множестве (X) и пусть точка ( x_0 in X ) или ( x_0 notin X )

Возьмем из (X) последовательность точек, отличных от (x_0) :
(x_1 ;, ; x_2 ;, ; x_3 ;, …, ; x_n ; , ; … tag{1} )
сходящуюся к (x^*).
Значения функции в точках этой последовательности также образуют числовую последовательность
( f(x_1) ;, ; f(x_2) ;, ; f(x_3) ;, …, ; f(x_n) ; , ; … tag{2} )
и можно ставить вопрос о существовании ее предела.

Определение. Число (A) называется пределом функции (f(x)) в точке ( x = x_0 ) (или при ( x to x_0 ) ), если для
любой сходящейся к (x_0) последовательности (1) значений аргумента (x), отличных от (x_0) соответствующая
последовательность (2) значений функции сходится к числу (A).

Символически это записывается так:
$$ lim_{xto x_0}{ f(x)} = A $$

Функция (f(x)) может иметь в точке (x_0) только один предел. Это следует из того, что последовательность ( left{ f(x_n) right} )
имеет только один предел.

Существует другое определение предела функции.

Определение Число (A) называется пределом функции (f(x)) в точке (x_0), если для любого числа ( varepsilon > 0 )
существует число ( delta > 0 ) такое, что для всех ( x in X, ; x neq x_0 ), удовлетворяющих неравенству ( |x-x_0| < delta ),
выполняется неравенство ( |f(x)-A| < varepsilon )

Используя логические символы, это определение можно записать в виде
( (forall varepsilon > 0) (exists delta > 0) (forall x in X, ; x neq x_0, ; |x-x_0| < delta): |f(x)-A| < varepsilon )

Отметим, что неравенства ( x neq x_0, ; |x-x_0| < delta ) можно записать в виде ( 0 < |x-x_0| < delta )

<>Первое определение основано на понятии предела числовой последовательности, поэтому его часто называют определением
«на языке последовательностей».
Второе определение называют определением «на языке ( varepsilon – delta )».
Эти два определения предела функции эквивалентны и можно использовать любое из них в зависимости от того, какое более
удобно при решении той или иной задачи.

Заметим, что определение предела функции «на языке последовательностей» называют также определением предела функции по Гейне,
а определение предела функции «на языке ( varepsilon – delta )» — определением предела функции по Коши.

Предел функции при ( x to x_{0-} ) и при ( x to x_{0+} )

В дальнейшем будут использованы понятия односторонних пределов функции, которые определяются следующим образом.

Определение Число (A) называется правым (левым) пределом функции (f(x)) в точке (x_0), если для любой сходящейся
к (x_0) последовательности (1), элементы (x_n) которой больше (меньше) (x_0), соответствующая
последовательность (2) сходится к (A).

Символически это записывается так:
$$ lim_{x to x_{0+}} f(x) = A ; left( lim_{x to x_{0-}} f(x) = A right) $$

Можно дать равносильное определение односторонних пределов функции «на языке ( varepsilon – delta )»:

Определение число (A) называется правым (левым) пределом функции (f(x)) в точке (x_0), если для любого
( varepsilon > 0 ) существует ( delta > 0 ) такое, что для всех (x), удовлетворяющих неравенствам
( x_0 < x < x_0 + delta ; (x_0 -delta < x < x_0 ) ) , выполняется неравенство ( |f(x)-A| < varepsilon ).

Символические записи:

( (forall varepsilon > 0) (exists delta > 0) (forall x, ; x_0 < x < x_0 + delta ): |f(x)-A| < varepsilon )

( (forall varepsilon > 0) (exists delta > 0) (forall x, ; x_0 -delta < x < x_0 ): |f(x)-A| < varepsilon )

Связь между односторонними пределами и пределом функции устанавливает следующая теорема.

Теорема
Функция (f(x)) имеет в точке (x_0) предел тогда и только тогда, когда в этой точке существуют как правый, так и левый пределы,
и они равны. В этом случае предел функции равен односторонним пределам.

Предел функции при ( x to infty ), при ( x to -infty ) и при ( x to +infty )

Кроме рассмотренных понятий предела функции при ( x to x_0 ) и односторонних пределов существует также понятие предела функции
при стремлении аргумента к бесконечности.

Определение. Число (A) называется пределом функции (f(x)) при ( x to infty ), если для любой бесконечно большой
последовательности (1) значений аргумента соответствующая последовательность (2) значений функции сходится к (A).

Символическая запись:
$$ lim_{x to infty} f(x) = A $$

Определение. Число (A) называется пределом функции (f(x)) при ( x to +infty ; (x to -infty) ) , если для любой бесконечно
большой последовательности значений аргумента, элементы (x_n) которой положительны (отрицательны), соответствующая
последовательность значений функции сходится к (A).

Символическая запись:
$$ lim_{x to +infty} f(x) = A ; left( lim_{x to -infty} f(x) = A right) $$

Теоремы о пределах функций

Определение предела функции «на языке последовательностей» дает возможность перенести доказанные выше теоремы о пределах
последовательностей на функции. Покажем это на примере двух теорем.

Теорема. Пусть функции (f(x)) и (g(x)) имеют в точке (x_0) пределы (B) и (C). Тогда функции ( f(x) pm g(x) ; , ; f(x) cdot g(x) ) и
( frac{f(x)}{g(x)} ) (при ( C neq 0 ) ) имеют в точке (x_0) пределы, равные соответственно ( B pm C ; , ; B cdot C ), и ( frac{B}{C} ).

Теорема. Пусть функции ( f(x) ; , ; g(x) ) и ( h(x) ) определены в некоторой окрестности точки (x_0), за исключением, быть
может, самой точки (x_0), и функции ( f(x) ; , ; h(x) ) имеют в точке (x_0) предел, равный (A), т.е.
$$ lim_{x to x_0} f(x) = lim_{x to x_0} h(x) = A $$

Пусть, кроме того, выполняются неравенства ( f(x) leqslant g(x) leqslant h(x) ).
Тогда $$ lim_{x to x_0} g(x) = A $$

Теорема Лопиталя. Если $$ lim_{x to x_0} f(x) = lim_{x to x_0} g(x) = 0 $$ или (infty ), (f(x)) и (g(x))
дифференцируемы в окрестности (x_0) , и ( g'(x) neq 0 ) в окрестности (x_0) ,
и существует $$ lim_{x to x_0} frac{f'(x)}{g'(x)} $$ то существует $$ lim_{x to x_0} frac{f(x)}{g(x)} = lim_{x to x_0} frac{f'(x)}{g'(x)} $$

Т.е. теорема утверждает, что при некоторых условиях предел отношения функций равен пределу отношения их производных.
Теорема Лопиталя позволяет раскрывать неопределённости вида ( frac{0}{0} ) и ( frac{infty}{infty} ).

Первый замечательный предел

$$ lim_{x to 0} frac{sin x}{x} = 1 $$

Второй замечательный предел

$$ lim_{x to infty} left( 1+ frac{1}{x} right)^x = e $$

Источник

Что такое предел? Понятие предела

Все без исключения где-то в глубине души понимают, что такое предел, но как только слышат «предел функции» или «предел последовательности», то возникает легкая растерянность.

Не волнуйтесь, это всего лишь от незнаний! Через 3 минуты прочтения ниженаписанного, вы станете грамотнее.

Важно раз и навсегда понять, что имеют в виду, когда говорят о каких-то предельных положениях, значениях, ситуациях и вообще, когда по жизни прибегают к термину предела.

Взрослые люди это понимает интуитивно, а мы разберем на нескольких примерах.

Пример первый

Вспомним строки из песни группы «Чайф»: «… не доводи до предела, до предела не доводи …».

В данном случае по задумке автора предельная ситуацию в отношениях между людьми – это расставание.

Автор как бы предупреждает, что в результате последовательности конкретных действий мы придем к конкретному результату – расставанию.

Пример второй

Наверняка вы слышали фразу о предельно устойчивом положении предмета в пространстве.

Вы сами можете без труда смоделировать такую ситуацию с подручными вещами.

Например, слегка наклоните пластиковую бутылку и отпустите её. Она обратно встанет на днище.

Но есть такие предельные наклонные положения, за границами которых она просто упадет.

Опять же предельное положение в данном случае — это нечто конкретное. Важно это понимать.

Можно много приводить примеров использования термина предела: предел человеческих возможностей, предел прочности материала и так далее.

Ну а с беспределами так вообще каждый день сталкиваемся)))

Но сейчас нас интересуют предел последовательности и предел функции в математике.

Предел числовой последовательности в математике

Предел (числовой последовательности) — одно из основных понятий математического анализа. На понятии предельного перехода базируются сотни и сотни теорем, определяющие современную науку.

Сразу конкретный пример для наглядности.

Допустим есть бесконечная последовательность чисел, каждое из которых в два раза меньше предыдущего, начиная с единицы: 1, ½, ¼, …

Так вот предел числовой последовательности (если он существует) – это какое-то конкретное значение.

В процессе деления пополам каждое последующее значение последовательности неограниченно приближается к определенному числу.

Несложно догадаться, что это будет ноль.

Важно!

Когда мы говорим о существовании предела (предельного значения), это не значит, что какой-то член последовательности будет равен этому предельному значению. Он может лишь только стремиться к нему.

Из нашего примера это более чем понятно. Сколько бы раз мы не делили единицу на два, мы никогда не получим ноль. Будет лишь число в два раза меньше предыдущего, но никак не ноль!

Предел функции в математике

В математическом анализе безусловно самое важное – это понятие предела функции.

Не углубляясь в теорию, скажем следующее: предельное значение функции не всегда может принадлежать области значений самой функции.

При изменении аргумента, функция будет стремиться к какому-то значению, но может его не принять никогда.

Например, гипербола 1/x не имеет значения ноль ни в какой точке, но она неограниченно стремится к нулю при стремлении x к бесконечности.

Калькулятор пределов

Нашей целью не является дать вам какие-то теоретические знания, для этого есть куча умных толстых книжек.

Но мы предлагаем вам воспользоваться онлайн калькулятором пределов, с помощью которого сможете сравнить ваше решение с правильным ответом.

Помимо всего, калькулятор выдает пошаговое решение пределов, применяя зачастую правило Лопиталя с использованием дифференцирования числителя и знаменателя непрерывной в точке или на некотором отрезке функции.

Источник

Решение пределов

Число A называется пределом функции y=f(x) в точке x0, если для любой последовательности точек из области определения функции, отличных от x0, сходящейся к точке x0(lim xn = x0), последовательность соответствующих значений функции сходится к числу A.

  • Решение онлайн
  • Видеоинструкция
  • Оформление Word
  • Также решают

Если выбрать вид предела, то подробное решение по шагам будет доступно в MS Word:

1. Не знаю

2. Пределы вида (см. пример).

3. Вычислить предел, используя правило Лопиталя.

4. Пределы простейших иррациональности вида

5. Нахождение пределов, используя свойства первого замечательного предела ,

6. Нахождение пределов, используя свойства второго замечательного предела , ,

Для нахождения предела слева используйте знак -, справа: +. Например, 0-, 1+

Примечание: число “пи” (π) записывается как pi, знак ∞ как infinity

Некоторые виды записи пределов

Например, найти предел запишем как x^3/exp(cos(x)). В качестве предела указываем infinity.

см. также нахождение пределов, используя свойства первого замечательного предела и второго замечательного предела.

Примеры.

Вычислить указанные пределы:

1. = .

2. =

3. . Так как числитель и знаменатель обратились в нуль при x=4, то 4 – корень обоих многочленов, а значит, каждый из них разлагается на множители, одним из которых будет (x-4). Получаем

.

4. .

5. = =

6. – не существует, так как -1<cos(x)<1.

7. . Обозначим , причем заметим, что при x→16, y→2. Получим:

.

8. . (Ответ получается непосредственно подстановкой (-∞) вместо x.)

9. . Здесь следует рассмотреть односторонние пределы:

; .

Следовательно, – не существует (так как у функции разные односторонние пределы).

Найти пределы функции, не применяя правило Лопиталя.

а) =

Ответ: 1/5

б)

=

Ответ: 1/6

в) = e-2/2 = e-1

Ответ: 1/e

г)

Так как числитель и знаменатель обратились в нуль при x=1, то 1 – корень обоих многочленов, а значит, каждый из них разлагается на множители, одним из которых будет (x-1).

Найдем корни первого многочлена: x2+2x-3=0

D=22-4•1•(-3)=16

,

Найдем корни второго многочлена: x2-1=(x-1)(x+1)

Получаем:



Ответ: 2

д)

Ответ: 1/10

Задать свои вопросы или оставить замечания можно внизу страницы в разделе Disqus.
Можно также оставить заявку на помощь в решении своих задач у наших проверенных партнеров (здесь или здесь).

Источник

Предел по-шагам

Примеры пределов

  • Пределы от рациональных дробей на бесконечности
  • (x - 1)/(x + 1)
  • (x^3 + 2*x - 1)/(-7*x^3 - 4*x^2)
  • Пределы от рациональных дробей в конечной точке
  • (x - 1)/(sqrt(x) - 1)
  • Пределы от дроби в нуле
  • log(x)/x
  • Первый замечательный предел
  • sin(7*x)/x
  • (1 - cos(x)^2)/x^2
  • Второй замечательный предел
  • (1 - 7/x)^x
  • (1 + x/2)^((5*x + 3)/x)
  • Пределы с квадратными корнями
  • sqrt(x + 5) - sqrt(x + 2)
  • x - sqrt(x^2 - 7)
  • Правило Лопиталя
  • (e^(x) - x^e)/(x - e)
  • log(1+2*x^2)/x

Что умеет калькулятор пределов?

  • Детальное решение для указанных методов:
    • Правило Лопиталя
    • Теорема о двух милиционерах
    • Второй замечательный предел
    • Разложение функции на множители
    • Использование замены
    • Первый замечательный предел
  • Типы пределов:
    • От одной переменной
    • На бесконечности
    • Односторонние пределы
  • Строит график функции и её предела
  • Предлагает другие пределы

Подробнее про Предел функции.

Указанные выше примеры содержат также:

  • модуль или абсолютное значение: absolute(x) или |x|
  • квадратные корни sqrt(x),
    кубические корни cbrt(x)
  • тригонометрические функции:
    синус sin(x), косинус cos(x), тангенс tan(x), котангенс ctan(x)
  • показательные функции и экспоненты exp(x)
  • обратные тригонометрические функции:
    арксинус asin(x), арккосинус acos(x), арктангенс atan(x),
    арккотангенс acot(x)
  • натуральные логарифмы ln(x),
    десятичные логарифмы log(x)
  • гиперболические функции:
    гиперболический синус sh(x), гиперболический косинус ch(x),
    гиперболический тангенс и котангенс tanh(x), ctanh(x)
  • обратные гиперболические функции:
    гиперболический арксинус asinh(x), гиперболический арккосинус acosh(x),
    гиперболический арктангенс atanh(x), гиперболический арккотангенс acoth(x)
  • другие тригонометрические и гиперболические функции:
    секанс sec(x), косеканс csc(x), арксеканс asec(x),
    арккосеканс acsc(x), гиперболический секанс sech(x),
    гиперболический косеканс csch(x), гиперболический арксеканс asech(x),
    гиперболический арккосеканс acsch(x)
  • функции округления:
    в меньшую сторону floor(x), в большую сторону ceiling(x)
  • знак числа:
    sign(x)
  • для теории вероятности:
    функция ошибок erf(x) (интеграл вероятности),
    функция Лапласа laplace(x)
  • Факториал от x:
    x! или factorial(x)
  • Гамма-функция gamma(x)
  • Функция Ламберта LambertW(x)
  • Тригонометрические интегралы: Si(x),
    Ci(x),
    Shi(x),
    Chi(x)

Правила ввода

Можно делать следующие операции

2*x
– умножение
3/x
– деление
x^2
– возведение в квадрат
x^3
– возведение в куб
x^5
– возведение в степень
x + 7
– сложение
x – 6
– вычитание
Действительные числа
вводить в виде 7.5, не 7,5

Постоянные

pi
– число Пи
e
– основание натурального логарифма
i
– комплексное число
oo
– символ бесконечности
Источник

Калькулятор для решения пределов

Данный онлайн калькулятор вычисляет предел функции. Программа не просто даёт ответ, она приводит пошаговое
и подробное решение.

Как пользоваться калькулятором для решения пределов онлайн:

  1. Введите математическое выражение с переменной $ x $ в выражении используйте стандартные
    операции: + сложение, – вычитание, / деление, * умножение, ^ – возведение в степень, а
    также математические
    функции.
  2. Введите значение, к которому стремится переменная икс.
  3. Нажмите кнопку – Вычислить предел.
  4. Через несколько секунд внизу отобразится пошаговое решение с подробными комментариями.

В качестве тренировки, можете нажать на любой из 3-х примеров внизу и все поля заполнятся автоматически, затем
нажмите на
“Найти предел” и вы получите подробное решение и ответ.
Также внизу страницы вы можете прочитать полные правила ввода данных, ответы на часто задаваемые вопросы и оставить
свой комментарий.

Другие онлайн калькуляторы

  • Правило Лопиталя
  • Теория про
    пределы
  • Решение
    производных
  • Решение
    интегралов

Вы поняли, как решать? Нет?

  • Правила
  • Комментарии
  • Ответы на вопросы

Последовательность ввода данных

  • вводите функцию, предел которой хотите найти. Вот ссылка на правила
    ввода функций;
  • нводите значение, к которому стремится переменная икс;
  • нажимаете кнопку – Вычислить предел;
  • смотрите решение, радуетесь, ставите лайки и рассказываете друзьям!

Что можно вводить

Простейшие математические операции: Сумма: + ; Вычитание: – ; Умножение: * ; Деление или дроби: / и
пробел.

Элементарные функции: x^n степень, sqrt(x) квадратный корень, log(a,x) логарифм, ln(x) натуральный
логарифм, exp() экспонента, sin(x) синус, cos(x) косинус, tg(x) тангенс и др.

Десятичные дроби можно вводить только через точку, то есть, пишем 0.7, а не 0,7 – полные правила
ввода функций.

Как вводить переменную икс

  • выберите – вводить значение переменной самому или минус/плюс бесконечность;
  • введите число, если выбрали вариант “Ввести самому”

Вопросов пока не поступало =))

Вопросы можете задавать в комментариях, мы обязательно на них ответим!

Калькулятор стоимости

Рассчитайте цену решения ваших задач

Ошибка

Ошибка

Закрыть

Калькулятор
стоимости

Решение контрольной

от 300 рублей
*

* Точная стоимость будет определена после загрузки задания для исполнителя

+Загрузить файл


Файлы doc, pdf, xls, jpg, png не более 5 МБ.

Ошибка

Ошибка

Источник

Добавить комментарий