(6.39)
болатын парабола боиымен киятын болады.
Куп (6.39) теңдеуінен
параболалардың параметрлері тек біреу болатынын, олардың симметрия
өстері
xOz
жазыктыгында болатынын жэне
Oz
өсіне параллель екенін, оган
коса парабол ал ардың тармактары
Oz
өсінің теріс бағытына багыттас
екендіктерін көреміз. Параболалардың төбесінің координаты z = —- болады
2
Р
Параболанын (6.38) теңдеуінде
х = һ
болганда z = — екендігінен (6.39)
2
Р
теңдеулерімен аныкталган параболалардың төбелері де (6.38) параболада
болатынын көруге болады.
Гиперболалық (6.37) параболоидты z =
һ
жазықтыгымен киятын болсак,
онда оның кимасында
Щ
Я
т
1
Р
Я
z = һ
теңдеулерімен
Егер
һ
> 0 болса, бұл гиперболанын накты симметрия осі
Ох
өсіне
параллель, ал
һ
< 0 болса, оның накты симметрия осі
Оу
өсіне параллель
болады.
(6.37)
теңдеуімен
берілген
гиперболалык
параболоидтың
z = 0
жазыктыгымен кимасында
V
=
0
Р
z = 0
Я
теңдеуімен аныкталатын сызыкты аламыз. Ал
* + X -
р
2
=
0
=
0
<7
және
У
=
0
Р
Я
0
теңдеулерімен
кима екі киылысатын түзулердің жиынтығы болады екен.
теңдеуі
тек екінші дэрежеде гана болгандьпстан)
xOz
жэне
yO z
жазыктыктары бет
үшін симметрия жазыктыктары болып саналады.
Сонымен осы келтірілген негізгі жагдайлардан екінші ретті беттер
туралы жалпы маглұмат бердік деп есептейміз.
Жасаушылары түзулерден тұратын беттер
сызыктык бет
деп аталады.
116
6.11 №7 өздік жұмыс тапсырмалары
№1
Беттерді тұрғызыңыз және олардың түрлерін аныктаңыз.
1.1 а) 4х2
—у 2
- 1 6 z 2 +16 = 0;
f!2 а) Зх2 +
у 2
+ 9z2 - 9 = 0;
1.3 a) - 5 х 2 + 10у2 - z 2 + 20 = 0;
1
.4
a) 4х2 -
8v2 + z 2 +
24
=
0;
1.5 a)
jc
2
- 6j 2 + z 2 = 0;
1.6 a) z = 8 - x 2 -4_y2;
1.7 a) 4x2 +
6 y 2
- 24z2 = 96;
1.8 a) 4x2 -
5 y 2
- 5z2 + 40 = 0;
1.9 a ) x 2 = 8(y2 +
1.
1.
1.
1.
1.
1.
1.
1.
1.
1.
0 a
1 a
2 a
3 a
4 a
5 a
6 a
7 a
8 a
9 a
1.20a
1.21 a
1.22a
1.23 a
1.24a
1.25a
1.26a
1.27a
1.28a
5z2 + 2_y2 = 1 Ox;
x 2 -
l y 2
- 14z2 - 2 1 = 0;
бх2
- у 2
+3Z2 - 1 2 = 0;
- 1 6x2 +
у 2
+ 4z2 - 3 2 = 0;
5x2
- y 2 - I 5 z 2
+ 1 5 = 0 ;
6x2 +
y 2
+ 6z 2 - 1 8 = 0;
- 7x2 + 14y2 - z2 + 21 = 0;
- 3x2 +
6 y 2
- z2 - 1 8 = 0;
4X2 - 6>2 + 3z2 = 0;
z = 4 - x 2
- y 2;
4x2 + 5 / - 1 Oz2 = 60;
9X2 -
6 y 2
- 6z2 + 1 = 0;
^ = 5(y2 j j |
4x2 + 3 y 2 = 12x;
8x2
- y 2 -
2z2 - 32 =
0;
x2 - 6j 2 + z2 -12 = 0;
2x2 -
3 y 2
- 5z2 + 30 = 0;
7x2 +
2 y 2
+ 6z 2 - 42 = 0;
- 4 x 2
+ I 2y2
- 3 z 2 + 24 = 0;
I
6) x + 4z = 0.
6) x 2 + 2jy2 - 2z = 0.
6) y 2 + 4z2 = 5 x 2.
6) x 2 - >■ = - 9 z 2,
6) 7x2 - 3 y 2 - z 2 = 21.
6) 4x2 + 9 y 2 + 3 6 z2 = 72.
6) j/2 + 8z2 1 2 0 x 2.
6) y = 5x2 + 3 z 2.
6) 2x2 + 3y2 - z 2 =18.
6) 4z2 - 3y2 - 5
jc
2 + 60 = 0.
6) 2
y - x 2 + 4 z 2.
6) 8y2 + 2z2 = x.
6) 6x2 + y 2 - 3z2 = 0.
6) x2 + 3z = 0.
6) 3x2 + y 2 - 3z = 0.
6) y 2 + 2z2 = 6x2.
6) x2 - 2 v = - z 2.
6) 4x2 - / - 3 z 2 =12.
6) 3x2 +1 l y 1 + 4z2 = 48.
6) 7y2 + z 2 = 14x2.
6) 15y = 10x2 + 6v2.
^
w
6) 2x2 + 3y 2 - z 2 = 36.
6) 3x2 - A y 2 - 2 z 2 +12 = (
6) y - 4 z 2 = 3 x 2.
6) x - 3 z 2 = 9 y 2.
6) 2x2 + 3z = 0.
6) 2x2 + 4y 2 - 5z = 0.
6) 2 y2 +
6z2
=
3x.
117
1.29 а) Зх
-
9 у
2
+ г
2
+ 27 = 0;
1.30 а)
И х 2 -
63у
2
1 2
l z 2
= 0;
б) z 2 - 2 у
= —4
jc
2 .
б)
Ъх2 - Ту2 - l z
2 1 42
№2
Берілген сызыктардың көрсетілген өстерді айналуынан шығатын
бетгердін түрлерін аныктаңыз жэне теңдеуін жазыңыз.
2
.
1
a
2
У
=
2
z, Oz;
б) Ц р + 4z
2
= 36, Oy.
2
.
2
a 4x
2
-- 3y
2
= 12, Я
6
)
x
= 1, у = 2, Oz.
2.3
a x
2
= - 3 z, Oz;
6
) 3x
2
+ 5 z
2
=15,
Ox.
2.4
a 3 y 2 -- 4z
2
= 12, Oz;
б)
у
= 4, z = 2 Ox.
2.5
a
2
X
= 3y,
Oy;
6
) 3jc
2
1 4z
2
= 24, Oz.
2
.
6
a
2x2 ■
- 6у 2
1 1
2, Ox,
6
) y
2
= 4z, Oz.
2.7
a
x 2
+ 3z
2
= 9, 1 1
6
) x = 4, z =
6
, Oy.
2
.
8
a
U> *
N>
1
-
5z
2
1 15, Oz;
6
) z = -
1
, у = 3,
Ox.
2.9
a J
> 2
= 3z, Oz;
6
) 2jc
2
J 3z
2
1
6
, Ox
2
.
1
0
a
y 2m
5jc
2
= 5, Oy;
6
) y = 3, z = 1,
Ox.
2
.
1
1
a x
2
= - 4 z, Oz;
6
) y
2
+ 4z
2
= 4, Oy.
2
.
1
2
a И
-
6
z
2
= 30, Ox;
6
) x = 3, z = - 2, Oy.
2.13
a
2
Z
= 2y, Oy;
6
) 2x
2
+ 3z
2
=
6
, Oz.
2.14
a > - ~4z, Oz;
6
) 3y
2
+ z
2
=
6
, Oy.
2.15
a 7x2 -- 5y
2
= 35,
Ox,
6
)
x
= -1, у = - 3 , Oz.
2.16
a
2x2 :■
- z , Oz;
6
)
x 2 + 4z 2
= 4, Ox.
2.17
a
l y 2 -
- 5 z = 10, Oz;
б) у = 2, z =
6
, Ox.
2.18
a
2
X =
- 5
y, Oy;
6
) 2x
2
+ 3z =
6
, Oz.
2.19
a
X2 -
9y 2
= 9,
6
) 3y
2
= z, Oz.
2
.
2
0
a
x 2
+
2z
= 4, Oz;
6
) x = 3, z = —1, Oy.
2
.
2
1
a 15x2 1 1 1
=
1,
Ox ;
6 )
x
=
3, у
=
4, Oz.
2
.
2
2
a
5z, Oz;
6
) 3x
2
+ 7y
2
= 21,
Ox.
2.23
a 15
y 2 - x 2
=
Қ, Oy;
б) у = 5, z
=
2, Oy.
2.24
a
5z =
- * 2, Oz;
6
) 3y
2
+ 18z2 =1, Oy.
2.25
a 3x
2
-
-
8
y
2
1 288,
Ox;
6
) x
=
5, z
=
-3 , Oy.
2.26
a
2 y 2 -
1 72, Oz;
6
)
6
y
2
+
5z
2
=
30, Oy.
118
2.27 а) 5х
2
-
Т у 2
=
35, Ох,
2.28 а) Зх
2
=
-
2
z, Oz;
2.29 а) 5
у 2 -
8
z
2
= 40, Oz;
2.30 а) Зх
2
= t4j>, Oz;
б) х = 2, _у = -4 , Oz.
б)
8
х
2
+
1
lz
2
1
8
8
, Ох
б)
у - Ъ ,
z = 1,
Ох.
б) 4х
2
+ 3z
2
j 12, Oz.
6.12 Өздік жүмыс тапсырмаларын шыгару үлгілері
№ 1
Берщген бетгерді тұрғызыңыз және олардын түрлерін аныктаңыз.
а ) -
л
2
1
2
+ 4 у 2 +
z 2 - 2
=
0
;
о
2
б ) З х 2 +
^ - —
2
4
Шешуі. а) Теңдеуді канондык түрге келтіреміз
I
7__ .
2
2
і n sfl
=
0
X
----- +
12
1
2
4
Бұл бізге
47-сурет
%
48-сурет
теңдеуін
•суретте көрсетілгендей орналаскан гиперболоидтың
ның «өнеш» эллипсінің жарты өстері
О Я =
2
/
2
, О С =
2
болады.
түрге келтіремі
4
4
-
і і
-
о
.
1
6
12
Бұл 48-суретте көрсетілгендей, екінші ретті конустың теңдеуі бо
Оның
z — const
жазыктыктарымен кимасы эллипстср болып табылады.
119
№2
Айналудан шыккан беттердің теңдеулерін жазьщыз:
1
)
z - - - y 2
параболасы:
2
2
III
у
.
2
) һ — =
1
эллипсі:
64
4
а)
Оу
өсін айналады;
б) Oz өсін айналады;
a)
Oz
өсін айналады;
б)
Оу
өсін айналады
сэйкес келесі теңдеулерді аламыз:
теңдеуін
49-сурет
ч
,
2
2
1
2
а) ± дг
+ zz
= —
у 9
2
(49-сурет));
б)
2 = ~ ^ *2 +У2
50-сур ет
ретп
>
z =
-
~
(
^
2
+У2)
(айналу параболоиды ( 50-сурет)).
2. Бершген эллипстің
Oz
жэне
Оу
өстерін айналуынан келесі
теңдеулерді аламыз:
а)
І I в
X
4-
у
64
2
2
2
+ Т = 1’
~ + — + — =
1
-
4
64
64
4
Бұл Oz өсі бойымен кысылынкы айналу эллипсондын береді, оның
негізгі кимасындағы жарты өстері
ОА = ОВ =
8
,
ОС = 2
болады (51- сурет);
\
\
51 -сурет
120
64
4
4
64
4
Бұл
Оу
өсі бойымен созылынкы айналу эллипсоидын береді, оның
негізгі кимасындағы жарты өстері
ОА =ОС
=2,
ОВ
=
8
болады (52-сурет).
52-сурет
VII. М атематикалық талдау
7.1 Жиындар және оларға амалдар қолдану
1
-анъщтама.
Қандай да бір кұбылысты зерттеу үдерісі кезінде ең
кемінде екі түрлі мэн кабылдайтын шама
айнымалы шама
деп, ал тек бір мэн
кабылдайтын шама
тұрақты шама
деп аталады.
Егер айнымалы шаманын кабылдайтын барлык мәндерінің біріктіретін
болсак, онда біз осы шаманын
мэндер жиынын
аламыз.
2-анықтама.
Табиғилығы кез келген кандай да бір объектілердің
жиынтығы
жгіын
леп, ал оған кіретін объектілер
жиынның
элементтері
деп
аталады.
Жиындар латын алфавитінің үлкен әріптерігіен, ягни Л,Я,...,АГ,У,... деп,
ал, олардын элементтері латын алфавитінін кіші әріптерімен, ягни
а,Ь,...,х,у,*..
деп белпленеді. Егер
х
элементі
А
жиынында жататын болса,
онда ол
х е А
деп белгіленеді. Егер
х
элементі
А
жиынында жатпайтын
болса, онда ол
х € А
деп белгіленеді.
А а В
түріндегі белгі,
А
жиынынын
В
жиынына енуін көрсетеді, ягни
егер
х
е
А
болса, онда
х
е
В
болады. Бұл жагдайда
А
жиынм
В
жиынынын
ішкі жиыны
деп аталады. Кейбір кезд^ мұндай түжырымды
В
з
А
түрінде
жазуға болады.
с , з -белгілері енгізу белгілері болып табылады.
3
-анықтама.
Егер жиын бірде-бір элемент кабылдамайтын болса, онда
ол күр (бос) жиын деп аталады және
0
белгісімен белгіленеді.
Құр жиын кез келген жиыннын ішкі жиыны болып табылады, яғни
0 cr
А,
мұндағы
А
кез келген жиын.
Жиындарды белгілеу кезінде көбінесе фигуралык жакшаны колданып,
онын ішіне әр түрлі әдістермен осы жиынды кұрайтын элементтері
орналастьфамыз. Мысалы
N
= {1,2,3,...} өрнегі натурал сандардын жиынын,
ал Z =
2, — 1,0,1,2,...} бүтін сандар жиынын аныктайды.
Егер
Acz В
жэне
В а А
болса, онда
А
жэне
В
жиындары тең деп
аталады, жэне
А — В
болып жазылады.
7.2 Ж иы ндарга ам алдар колдану
Жиындар үшін касиеттері көп ретте сандарды косу жэне кебейту
амалдарының касиеттеріне сэйкес келетін арифметикалык косу жэне кебейту
амалдарын енгізуге болады.
Кездейсок
А
жэне
В
жиындары берілсін.
4
-анъщтсшй. А
жэне
В
жиындарынын косындысы немесе бірігуі деп
А
жэне
В
жиындарының элементтерінен тұратын
С
жиынын атаймыз, жэне
м ы натү р д ежазамыз: С =
А
+
В
немесе
C = A
kj
B
(53-сурет).
Қосу амалынан
А
+
А
=
А
болатындыгын оңай көреміз.
53-сурет
54-сурет
5-анықтама. А
жэне
В
жиындарынын көбейтіндісі немесе киылысуы
деп
А
жэне
В
жиындарынын ортак элементтерінен тұратын С жиынын
атаймыз, жэне мына түрде жазамыз:
С - АВ
немесе
С = А п В
(54-сурет).
Егер
АВ
= 0 болса, онда
А
жэне
В
жиындары киылыспайтын жиындар
деп аталады. Жиындардың теңдігі туралы түсінікті пайдалана отырып, мына
теңдіктерді дэлелдеуге болады: 1)
А
+ В = В + А , 2 ) (А + В)С = АС
+
В С
,
3)
(АВ)р
=
А (в с ),
4
)
(А
+ 5
)+ С = А
|
( в
| с ) .
6
-анықтама. А
жэне
В
жиындарынын айырмасы деп
R = A \ B
жиынын
айтамыз, бұл жиын
В
жиынына кірмейтін, тек
А
жиынын
элементтерінен
тирады (55-сурет).
55-сурет
7.3 Математикалык логика символикасы
Математикада кандай да бір тұжырымдарды беру кезінде олардың
жазылуын кыскарту үшін математикалык логика символикасы колданылады.
Егер тұжырымдарды
а,/3
белгілесек, онда
а => (5
белгісі: « а
тужырымынан
р
тұжырымы шыгады» деген ұгымды білдіреді. Ал
а
/3
белгісі
а
жэне
/3
тұжырымдарының эквиваленттілігі, ягни
а
тұжырымынан
122
н
тұжырымынын
жэне
р
тұжырымынан
а
түжырымынын
шығатындығын білдіреді.
V x e A : a
жазбасы: «кез келген
х е Л
элементі үшін
а
тұжырымы
орындалады» деген ұғымды білдіреді. Мұндағы V символикасы жалпылама
квантрасы болып табылады.
Зу е В :J3
жазбасы:
« у
g
В
элементі бар болып, ол үшін
р
тұжырымы
орындалады» деген ұғымды білдіреді. Мұндағы 3 символикасы табылу
«•квантрасы болып табылады.
а
символын
а
тұжырымын теріске шығару деп түсінеміз, немесе
кыскаша
« а
тұжырымы емес»
V* €
А :а
тұжырымын теріске шығаруды карастырамыз.
Егер беріліп отырған тұжырым орындалмайтын болса, онда
а
тұжырымы барлык
х е А
үшін орындала бермейді, яғни
х
е
А
элементі бар
болып, ол үшін
а
тұжырымы орындалмайды:
У х е А :а
о
Зх
е
А : а
.
Дэл осы сиякты
Зу
е
В : /}
о Vjc е
В :(}
болады.
Сонымен бершген, кұрамында V жэне 3 таңбалары бар логикалык
формуланы теріске шығару үшін, V таңбасын 3 таңбасына, ал 3 таңбасын V
таңбасына алмастыру керек жэне теріске шығару сызығын кос нүктеден
кейінгі касиетке кою кажет.
Мысалы,
3
М V x e A : f ( x ) S М
тұжырымын теріске шығару, м ьта түрде болады
3A/Vx €
A
:
f { x
У<
M
<=> VA/3jc g
A :f[xj< M <=>
VA/Здг e
A
:
f ( x ) > M .
7.4 Н акты сандар
Сан туралы түсінік математикадағы алғашкы жэне негізгі түсінік болып
табьыады. Бұл түсінік тарихи өрлеудін ұзак жолынан өтті. Мысалы, натурал
сандар жиыны
ЛГ = {і, 2
,
3
,
.
.
^
заггарды есептеумен Эайланысты пайда болса, ал
бүтіи сандар
Z
=
3 ,- 2,-1,0,1,2,3,...}
мен
рационапъдъщ сандар
Q
= j —j , мұндагы
m,n e Z 9n *
0
жиыны тэжерибелік кажеттіліктен жэне математиканың өркендеп дамуы
негізінде пайда болды.
Рациональдык сандарды жазу кезінде бірынгайлык болу үшін
кыскартылмайтын
т
бөлшегін кабылдаймыз.
п
Рациональдык сандар кесінділерді өлшеудің манызды тэжірибелік
есептерін шешуді толығымен камтамасыз ете алмады. Ұзындыктары
123
рациональдык сандар болмайтын кесінділер де табылады.
Мысалы,
кабырғалары бірге тең квадраттың диоганалы.
Сондыктан, осыған байланысты рациональдык сандардан баска да
сандарды, яғни
ирраццоцалъдъщ
сандарды енгізудің кажетгілігі туды.
Кез келген рациональдык немесе иррациональдык сандар
нақты сандар
деп аталады.
Накты сандар жиынын
R
аркылы белгілеп, оларды
шексіз ондык
бөлшек
түрінде береміз:
а = ±а09а}а2ау ...
Мұндагы
а0
- теріс емес бүтін сан, ал
ак (к >
0) овдык цифрлар.
Мұндай
А
’
--- ж--- J ---------
жазу кезінде + таңбасы кобінесе жазылмайды.
Рациональдык сандарды кысқартылмайтын — бөлшегі түрінде жазу
кезінде, калдык кайталанатын болса, онда біз
периодтық шексіз ондық
оөліиек
аламыз.
І IRШ
І Ш
° НДЫК бөлшектеРмен бірге периодты емес, мысалы
0
,
1
0
1
0
0
1
0
0
0
1
...;
0
,
1
2
1
1
2
2
1
1
1
2
2
2
...; сандары табылады.
Тағы бір мысал келтірелік, егер белгілі ереже бойынша 2 санынын
түбірін табатын болсак, онда аныкгалған
2
=1,41... периодты емес шексіз
ондык бөлшек аламыз.
„
Периодты емес шексіз бөлшекті
иррационалъ сан
деп
П О Ж Ж Ж
Ш Ж
Ж
a
v * a
m. a w « м
а
—
-
түрде
мұндағы
я = + а
0
, а
1
а
2
а 3...,
(
7
.
1
)
т е ң д ік п ң
Кез келген нөлге тең емес накты санды (7.1) формула түріндегі шексіз
ондык бөлшекпен жазуға болады. Егер ол рациональды болса, онда онын
V ТТ у
*4 V/* ^ w
ш шж
» __
.
•
ондык
------- —
— w
и^/рицгіипалодіи
оолса, онда периодты емес шексіз ондык бөлшек аламыз.
7.5 Теңдеулер жэне теңсіздіктер ан ы қтам асы
Периоды 9-ға тең емес шексіз ондык бөлшек түрінде аныкталған
а = ± а 09а ]а 2а 3...
жэне
b = ±P0,P1J32P3...
болатын екі санды карастырамыз.
Егер берілген екі санның таңбалары бірдей жэне
а к - (Зк (k
= 0,1,2,...) болса,
онда олар тең деп есептелінеді.
Берілген
а
жэне
Ь
он сандар болсын. Егер
а 0
< Д , немесе кандай да бір
теРіс
емес
бҮТІН
I
индекс
і
табылып,
а к
=
fit (к
= 0,1,2,...,/) теңдігі
орындалып жэне
а м < р м
теңсіздігі орындалса, онда аныктама бойынша
а < Ъ
немесе
b > а
деп жазылады.
124
Аныктама бойынша
а
> О немесе
а
< О болуы оның, яғни
а
санының оң
немесе теріс болуынан тәуелді. Егер
а
< О,
b
> 0
немесе
а,Ь <
0
жэне
а > Ъ
болса, онда аныктама бойынша
а
< b
болады.
Егер
а
= ± а
0
, а , а
2
а 3...
болса,
онда
аныктама
бойынша
- а = + а 0Уа }а 2а у
..., ал абсолютгік шамасы
а = + а 0, а |а 2а 3...= а 0, а , а 2а 3...
болады. Сонымен,
— а — а —
а (а >
0
),
—
а (а <
0
).
Абсолюттіқ шамалар үшін келесі теңсіздіктер орындалады:
а < в
теңсіздігі мына екі теңсіздікке эквивалентті
—
е < а < е
Бүдан
a - b <£
теңсіздіп
&—
s < а < b+€
тенсіздіктеріне эквивалентгі. Дэл осы сиякты
а — Ь < е
тенсіздігі де
b — е < a < b + s
теңсіздіктеріне эквивалентті.
Сонымен бірге мына теңсіздіктер де
a + b < a
+
b
,
a — b > a — b .
1.6 Кесінді, интервал, шектеулі жиындар
I ф
Берілген
а
және
Ь
сандары
a <Ь
тенсіздігін канағаттанлырады.
S-анықтама. а < х < в
тенсіздігін канағаттандыратын
х
сандарынын
жиынын, (шеттері
a
,
b
боватын)
кесінді
немесе
сегмент
деп аталады жэне
мына түрде белгіленеді: [о,б].
9-аныцтама. а < х < в
тенсіздігін канағаттандыратын
х
сандарынын
жиынын, (шеттері
а
,
Ъ
болатын)
интервал
немесе
ашық кесінді
деп аталады
жэне мына түрде белгіленеді:
(a,b).
10-анықтама. а < х < в
немесе
а < х < в
теңсіздігін канағаттандыратын
х
сандарынын жиынын сэйкес
[a, b)
немесе
(a,b]
аркылы белгілеп,
жартыинтервал
немесе
жартылайашық кесінді
деп аталады.
Көбінесе
шектеусіз
интервалдар
жэне
шектеусіэ
жартылай
интервалдар
деп аталатын жиындарды карастырамыз:
О (—°о;°о),
2) (—ас;а], 3) [а;оо), 4)
( - о с
;а ), 5) (а;
со)
мұндағы
- о о
жэне оо
символдары шексЬдікгер, ал
а
акырлы сан.
125
Сонымен, жоғардағы айтылғандардан
[а ,б ]
кесіндісінің шеттері акырлы
сандар,
(a,b)
интервалының шеттері акырлы сандар немесе шексіздік болуы
мүмкін.
[ayb)
жартыинтервалының
а
шеті эр кезде акырлы, ал
Ь
шеті
акырлы сандар немесе шексіздік болуы мүмкін
( б < о о ) .
Дәл осы сиякты
(a,b\
жартыинтервалының
а
шеті акырлы сандар немесе шексіздік (-оо
<а)
болуы мүмкін, ал
Ъ
шеті эр кезде акырлы болады.
Егер
а
жэне
Ь
акырлы жэне
а< Ь
болса, онда
Ь - а
карастырып
отырган
\а,Ь\
кесіндісінің, немесе
(а,Ь)
интервалының, немесе
\a,b)9 (a,b\
жартыинтервалдарының
узындыгы
деп аталады.
Егер
а
жэне
Ъ
накты өстің кез келген нүктесі болса, онда
Ь - а а
жэне
Ь
нүктелерінің аракашыктыктары деп аталады.
Берілген
c ( a < c < b )
нүктесін кабылдайтын кез келген
(a9b)
интервалы
с нүктесінің аймагы
деп аталады. Дербес жагдайда
с нүктесінің е -аймагы
деп
е >
О болгандагы
(с
—
+
е)
интервалын айтамыз.
Айталык
X = {х}
накты сандардың кездейсок жиыны болсын.
Егер
М
накты саны 3 табылып, Vx е
X :х < М
орындалатын болса,
онда
X
жиыны
жогарыдан шектелген
, ал егер
т
накты саны
3
табылып,
Vх
G
X :х>т
орындалатын болса, онда
X
жиыны
тэменнен шектелген
деп
аталады. Ал
М
жэне
т
сандары
X
жиынынын сэйкес
жогаргы
жэне
төменгі
шегі деп аталады. Сонымен бірге
М
саны
X
жиынынын
мажоранты
деп аталады.
Егер
X
жиыны жогарыдан да, томенненде шектелген болса, онда ол
шектелген
деп аталады.
Егер
X
жиыны шектелмеген болса, онда ол
шектеусіз
деп аталады.
Оны мына түрде аныктаймыз: егер
\ / М >
0 3
х0 е Х : х 0 > М
орындалатын
болса, онда
X
накты сандар жиыны шектеусіз.
7.7 Тізбекің шегі
7.7.1 Тізбекің шегі туралы түсінік
Айталык эрбір
п
= 1,2,3,... натурал санына кандай да бір заңдылыкпен
сэйкес накты немесе комплекс
х п
саны койылса, онда х ,,х
2
,х3,... сан тізбегі
немесе кыскаша тізбек берілген дейміз жэне мына түрде белгілейміз:
{ Х
П
} “
1 ^ 1
9 Х
2 * Х
Ъ
> • • • } •
{хл} тізбегінің
хп
жеке сандары оның
элементтері
деп аталады.
Тізбекте
пФт
болганда
хп
жэне
хт
тізбектің элементтері ретінде өзгеше
болғанымен сандар ретінде өзара тең болуы мүмкін
хп
=
х
т .
Бүл бөлімде накты сандар тізбегін карастырамыз.
Тізбектің мысалдары:
126
6
. {-1,2,-3,4,...}= |Н )Г и}.
Егер {дгя} тізбегінің барлык элементтері бірдей тек
а
санына тен болса,
онда ол
тұрацты
деп аталады.
Жогарыда келтірілген мысалдарда 1, 2, 4 мысалдар шектелген, ал 3, 5,
6
мыс ал дар шектеусіз болады.
И
-анъщтама.
Егер кез келген
он е > 0
саны үшін, осы £-нан тәуелді
болатын В
п0 - п 0\е)
саны табылып, барлык
п > п0
болганда,
хп
-
а <е
теңсіздігі орындалса, онда
а
саны
хп
тізбегінін щегі деп аталады жэне мына
түрде жазылады:
limjcw = lim
хп = а
немесе
хп
—> а.
Сонымен {xn} тізбегінің
а
санына тен
шегі бар
немесе {*„} тізбегі
а
санына
үмтылады
деп аталады. Баска сөзбен айтканда
хп
айнымалысы
немесе
{хп
} тізбегі
а
санына
жинақталы
деп те аталады.
Егер {*„} тібегі кез келген
п
натурал саны үшін тұракты
а
болатын
болса, ягни
х
=
a V n e N
орындалса, онда
limxn
= lim
а - а
.
Егер lim
х =а
болса, онда limx„+)
=а
болады жэне кері тұжырымда
дұрыс болады.
Бұл дегеніміз, егер
xn - а < s \/п > п 0
болса, онда
В щ
-
а < е
Vw >
п0 -
1 болады жэне керсінше.
Жогарыда келтірілген 1-ші мысалдың айнымалысының шегі 0-ге тең:
lim —= 0.
(7.2)
%
п
Шынымен де, кез келген
е >
0 санын бере отырып,
1
л
1
1
■—
0
= —
<е
немесе
—<п
п
гі
€
тенсіздігін шешеміз. Сонымен кездейсок £ > 0 саны үшін
n0 =n0( s ) = -
е
табылып, барлык
п > п0
үшін
.
, t
І
-
-
0
= - < £
п
п
теңсіздігі орындалады, бұл (7.2) теңдігінің растыгын көрсетеді.
Ал, 4-ші мысалдагы айнымалының шегі 1-ге ұмтылады:
Шынымен де, мына теңсіздікті кұрастырамыз:
1
w — li
1
1
--------
= - < € .
n
i
n
Жоғарыда көргеніміздей, егер
n > n Q= —
болса, онда кез келген £ > 0 үшін
•
•
осы теңсіздік орындалады. Бұл (7.3) теңдігінің растығын көрсетеді.
1-теорема.
Егер {*„} тізбегіндегі
хп
айнымалының шегі бар болса, онда
ол жалгыз болады.
2-теорема.
Егер
{хл
} тізбегі жинакталатын болса, яғни шегі бар болса,
онда ол шектеулі болады.
3-теорема.
Егер
хп
айнымалының нөлге тең емес
а
, ягни
а
0 шегі бар
болса, онда
п
>
п0
үшін
хп > —
болатын, кандай да бір
п0
табылады.
үшін
а
2
егер
а
< 0 болса, онда
хл
< — болады. Сонымен, кандай да бір нөмірден
бастап,
хп
айнымалысы
а
таңбасын сақтайды.
4-теорема.
Егер барлык
п =
1,2,3,... үшін
хп -+а, y n -+b
жэне
хп < у п
болса, онда
а < Ъ
болады.
1
-салдар.
Егер жинакталатын
{*„} тізбегінің элементгері
[a,b]
кесіндісінде жатса, онда оның шегі де осы
\ayb\
кесіндісіне тиісті болады.
5-теорема.
Егер
хп
жэне
у п
айнымалыларының шегі бірдей
а
санына
ұмтылса жэне
xn
= 1,2,3,...) теңсіздігі орындалса, онда
z n
айнымалысы да
а
санына ұмтылады.
6-теорема.
Егер
хп
->
а
болса, онда
хп
->
а
болады.
7.7.2 Шегі бар ай н ы м алы ларға ам алдар қолдану
Айталык,
хп
жэне
у п
аркылы сэйкес {хи} жэне
{уп
] тізбектерін
камтитын айнымалыларды белгілейтін болсак, онда аныктама бойынша,
+
У„
косындысы,
хп
-
у п
айырмасы,
хпу
көбейтіндісі жэне — катынасы
У п
сэйкес
{хп
+
у
п},
{дгя -
у
п},
{хпу п
} жэне
\
— I тізбектерін камтитын
У п
айнымалылар
болады.
Айнымалылардың
катынасы
кезінде
барлык
п
= 1,2,3,... үшін
у п *
0 деп карастьфамыз.
Келесі түжырымдардың орындалуы дұрыс болып табылады:
1
1нн(хп
^У„)~
lim xn
±
lim
y n
,
(7.4)
Й Ш І ) = ,im
xn
lim
Уп
.
(7.5)
Егер lim
у Ф
О болса, онда lim
г
\
Х п
У п
\
у
п
У
Я Ь .
(7.6)
Hmv
Бұл тұжырымдардың орындалуын мына түрде түсінеміз: Егер
хп
жэне
\ . } ' п
айнымалыларының акырлы шегі бар болса, онда олардын косындысынын,
айырмасынын, көбейтіндісінін жэне катынастарының (көрсетілген шартты
канагаттандыратын) шегі бар болады жэне (7.4) - (7.6) теңдіктері
орындалады.
Осы айтылған тұжырымдардың шекарасынан шыгып кететін де
жағдайлар кездеседі. Мысалы,
хп
= 1 +
q
+
q2
+... +
q n, q <
1 тібегінің шегі
Іітлс = ------
" - * »
1
- q
болатындыгын дэлелдейміз.
Берілген тізбек геометриялык прогрессия болгандыктан
*fl
л
_я
+ 1
Ж
» -r" = 1
ч Ш
\ - q
1
Ч
1
~Ч
Есептің берлгені бойынша
q
< 1 болгандыктан
l i m ? " + I = 0 ,
онда (7.3) жэне (7.4) формулаларын колданып,
V
1
, ■
?
и + 1
I
1
. .
я + 1
1
1
_
1
lim xn
=
lim ---------lim -3—
=
----------------- lin
nwp
-- ---------------------- 0 =
——
1 -
q
1
- q
1
- q
\ - q n~**
1
- q
1 -
q
1 -
q
n —>cr.
rt—+rc
• •
теңдігін аламыз.
Әрі карай
w
1 -f
<7
+
+ . . . +
cjn
+ ... = У
ir
= 0
^ q k
шегін белгілейміз. Сонымс
*=о
І ч \ =
1
іт х „ = —
( ? <і ) -
л=о
\ - q
ІЛ.Ъ
Шексіз аз және шексіз үлкен ш амалар
Шегі 0-ге тең болатын
а„
айнымалысы
іиексіз аз шама
немесе кыскаша
If
• •v
Г*
9ІЧ * L жГ
^
^
■' ' ' *' С’1
‘
илексіз аз
деп аталады жэне мына түрде жазылады:
lim a =
0
немесе
а т
—>
0
.
if
л
Сонымен, егер кез келген £ > 0 үшін л
0
табылып,
а п <£, (п>п0)
орындалса, онда
а п
айнымалысы шексіз аз шама болады.
129
Бұдан
хп
айнымалысының шегі
а
болу үшін,
а п
шексіз аз болғанда,
хп = а + а п
болуы кажетті жэне жеткілікті.
Егер кез келген
М >
0 үшін,
п0
табылып,
Рп
> Л/,
(п > п
0) орындалса,
онда
Рп
айнымалысы
іиексіз үлкен гиама
немесе
иіексіз үлкен
деп аталады.
Шексіз үлкен шаманы
lim
р п
= оо немесе
J3n
—>
оо
аркылы жазамыз жэне
(Зп
шексіздікке ұмтылады деп айтамыз.
Егер шексіз үлкен
р п
кандай да бір
п0
номерінен бастап тек он мэндер
немесе тек теріс мэндер кабылдаса, онда оны
lim
Рп
= +оо немесе
Рп —>
-ко
сэйкес
lim
р п
= —оо немесе
Рп
—>
—оо
түрінде жазамыз.
Келесі касиеттерді карастырамыз:
1. Егер
хп
айнымалысы шектеулі, ал
у п
айнымалысы шексіз үлкен болса,
х„
л
? .
Ж,
:
онда - - >
0
.
J
f
У п
Щ
^
2. Егер
хп
айны мал ысының абсолют шамасы томеннен оя санмен
шектелген, ал
у п
нөлге тең емес, яғни
у П Ф
0
шексіз аз шама болса,
х„
онда — —>
оо
.
Уп
Осы екі касиеттін негізінде: егер
с Ф
0 тұрақты болса, онда
lim — =
0
, lim — =
оо
.
Уп-*™ у п
У„~>0 у
Атап өтелік, егер {дг„} тізбегі шектеусіз болса, онда
онын
шексіз үлкен
болуы міндетті емес.
1-теорема.
Шексіз аз тізбектің шектеулі тізбекке көбейтіндісі шексіз аз
тізбек болады, яғни егер lim
хп =0
және
у п < М
V« е
N
болса, онда
^
, =
0
-
7.7.4 А ны қталм аған өрнектер
1
. Егер lim
хп
=
0
жэне lim
у п =
0
(уП *
0
) болса, яғни
хп
->
0
жэне
у
-
>
0
болса, онда — өрнегі
У ,
' O '
түріндегі анықталмагандыкты береді.
2. Егер
хп -+со
жэне
у п
->оо болса, онда — өрнегі [ — | түріндегі
У .
V ®
аныкталмағандыкты береді.
130
3. Егер хп —»0 жэне
у п ->
оо
болса, онда
хпу п
өрнегі үшін
(О-оо)
түріндегі аныкталмагандыкты аламыз.
4. Егер
хл —>+оо
жэне
у п —>-оо
болса, онда
хп + у п
өрнегі үшін
(о о -о о )
түріндегі аныкталмагандыкты аламыз.
7.7.5 Тізбектін монотондылығы
12
-аиықтама.
Егер
VneN
үшін
xn xn+l
)
теңсіздігі
орындалса, онда {лг^} тізбегі
кемімейтін
(
өспейтін
) деп аталады.
Егер осы тенсіздікерде катаңдык шарты орындалса, ягни
хп < xn+l
(xn > xn+]
) онда {
хя
} тізбегі
өспелі (кем Lit ел і)
деп аталады.
Жалпы алганда кемімелі жэне өспелі, өспейтін жэне кемімейтін
тізбектертер
монотонды
деп аталады.
8
-теорема.
Егер накты сандардьщ
а)9а2,а3...
тізбегі кемімейтін (өспейтін) жэне жогарыдан (төменнен)
М
(сэйкес
т)
санымен шектелген болса, онда осы тізбек өзінің шегі есебінде ұмтылатын
М
-нен артык емес
( т
-нен кем емес) накты
а
саны табылады:
liman = а < М
Ц -М
цГ
/ :j j I
Xjy
i
(сэйкес lim
an =a>m).
n W
O'
9-теорема
(кесімділердің бір-біріие ііитей орналасу принципІ).
Бір біріне
іштей орналаскан, ұзындыктары нөлге ұмтылатын
0
* = К А ] (л = 1,2*3...)
кесінділер тізбегі берілсін, ягни
сг^ а а п9 d n
=
Ьп
-
ап
—> 0
(п
->
оо)
болсын.
Сонда бір мезгілде барлык кесіндіге
сгп ( с е а п9 п =
1,2,3,...) тиісті
болатын тек жалгыз
с
(саны) нүктесі табылады.
щ в
7.7.6 Дәл жоғарғы және теменгі ш ектер
х
накты сандарынын кездейсок
Е
жиынын карастырамыз. Осы
жиынында ең үлкен (максималды) накты сан бар болуы мүмкін, ол санды
М
аркылы белгілеп мына түрде жазфмыз:
М
= max
Е
= max
х .
Сонымен бірге
x e E
сандарынын арасында ен кіші (минималды)
m
саны болуы да мүмкін. Ол санды мына түрде жазамыз:
m
= min £ * min
х .
Д . j ■
1
Ң
. V
Йf
уЛ
flSfJ-V
Ш
0
' А
- ■
>
' :
хшЁ
Егер
Е
жиыны акырлы, ягни
х }9х 2,...9х р
болатын акырлы сандардан кұралган болса. онда олардын арасында эр кашан
ен үлкен жэне ен кіші сандар бар болады. Ал егер
Е
жиыны шектеусіз болса,
131
онда бұл тұжырым орындала бермейді, яғни мұндай жиынның әр кашан ең
үлкен және ең кіші сандары бар бола бермейді.
Мына мысалдарды қарастырамыз:
1) Z =
3,-2,-1,0,1,2,3,.:.},
2) iV = {1,2,3,...},
;
'
Щ Щ Я Ш Ш
3) [а,Ь],
Осы мысалдардан Z бүтін сандар жиыныньщ ең үлкен және ең кіші
сандары болмайтынын көреміз. Келтірілген
(a,b)
интервалының да ең үлкен
жэне
ең
кіші
сандары
болмайды,
себебі
а < с < Ь
теңсіздігін
канағаттандыратын қандайда бір
c e ( a yb)
санына эр қашан
с]9с2
сандары
табылып,
а <с} < с < с 2 <Ь
теңсіздігі орындалады. 2-ші мысалдағы
N
натураль сандар жиынының ең үлкен саны болмайды, бірак ең кіші саны
■^еңіоші = 1- Дәл осылай 3-ші мысалда тіп [д ,б ]= а және тах [а,б ] =
6
болады.
Кез келген
Е
жиыны үшін мүмкіндігінше т а
х Е
және тіп /Г алмастыра
алатын санды енгізу сүрағы туындайды. Мүндай сандар ретінде жиынның
сэйкес (акырлы немесе шексіз)
дэл жогаргы шегін
sup
Е
= supjc =
М
f ..^
Щ
.- : ; ;V'’>
..
^ Ч І ^
^
және
дэл төменгі іиегін
^
inf
Е
= inf
х
=
т
хеЕ
аламыз.
Е
жиыны жогарыдан шектелген болсын.
Егер
М
(акырлы) саны үшін мына екі шарт ордалатын болса
1)
х < М
ф ё Ж ,
2
) кез келген
е >
0
үшін,
М - е < х х < М
теңсіздігі орындалатын х, е
Е
нүктесі табылады.
Баска сөзбен айтканда
§щ>Е — М
дегеніміз барлык жогаргы шектердің
ең төменгісі (мажорант).
Е
жиыны томеннен шектелген болсын.
Егер
т
(акырлы) саны үшін мына екі шарт ордалатын болса
3)
х> т \ / х е Е ,
4) кез келген
е >
0 үшін,
т < х ] <т + е
теңсіздігі орындалатын
ххе Е
нүктесі табылады.
Баска созбен айтканда inf
Е
=
т
дегеніміз барлык төменгі шектердің ең
үлкені.
4
к?г&
ШзкііёйЬ
1
Егер
Е
накты сандар жиыньшда ең үлкен (ең кіші) сандар бар болса,
ягни m a x £ (m in £ ), онда
su p £ = m ax £ (in f£ ’ = m in £ ).
132
I
10
-теорема.
Егер бос емес
Е
накты сандар жиыны жогарыдан
(төменнен) акырлы
К
(сэйкес
к )
санымен шектелген болса, онда
Е
жиынының дэл жоғарғы (төменгі) болатын
М <К (к > т )
саны табылады.
Кез келген
Е
жиынынын дәл жоғарғы жэне төменгі шектері бар болады.
Егер £ жиыны жогарыдан шектелген болса, онда sup
Е <
со, егер де
Е
жиыны жогарыдан шектелмеген болса, онда sup£ = . Дэл осылай, егер
Е
жиыны төменнен шектелген болса, онда inf
Е
> -оо жэне егер де
Е
жиыны
төменнен шектелмеген болса, онда inf
Е
= —оо.
7.7.7 Больцано - Вейерштрасс теоремасы
Накты сандардын кездейсок {хя} тізбегі берілсін. Осы жиыннан
номерлері
п] <п2 <
... болатын элементтердін шексіз жиынын аламыз. Сонда
[х
п} тізбегінін ішкі тізбегі болатьш жаңа
\х
Пк} тізбегін аламыз.
накты сандар тізбегінен, акырлы санга
немесе + оо, немесе — оо жинакталатын
{х
Пк} ішкі тізбегін боліп алуга болады.
1
2-теорема
(Больцано - Вейерштрасс). Кез келген шектеулі {х„}
тізбегінен кандай да бір санга жинакталатын
[х
Пк} ішкі тізбегінен бөліп алуга
болады.
7.7.8 Жоғарғы жэне төменгі шектер
Егер накты сандардын кездейсок {хи} тізбегі берілсе, онда
Теорема
4.
негізінде эр түрлі жинакталатын ішкі тізбек аламыз.
Осы ішкі тізбектердің шектері {х„} тізбегінің
дербес шектері
деп
аталады.
Аныктама бойынша {х„} (немесе хп айнымалысыньщ) тізбегінің
I ф
жогаргы шегі
деп келесі екі шартты канагаттандыратын
М
(акырлы, + оо
немесе — оо) санын айтады.
1
)
{хп}
тізбегінін
М
санына жинакталатын {x„t } ішкі тізбегі табылады:
limx^ =
М .
%"**
f
\
2
)
{х
п} тізбегінің кез келген\инакталатын {хЯі) ішкі тізбегі үшін
lim x. <
М
*-*>С я*
теңсіздігі орындалады.
{хп} тізбегінін жогаргы шегін келесі симводцардың біреуі аркылы
белгілейміз:
__
__
М
= limx_ =
1
ішхя = lim sup
x
k.
" - * 3 0
щ
Егер
{х
п} тізбегі жогарыдан шектелмеген болса, онда
Итхя =+оо.
J
133
■
-
‘Л
:
'
11
-теорема.
Кез келген
{х
п}
Аныктама бойынша
\хп
} (немесе
хп
айнымалысының) тізбегінін
төменгі шегі
деп келесі екі шартты канағаттандыратын
т
(акырлы, +оо
немесе — <х>) саньш айтады.
1
) {дся} тізбегінің
т
санына жинакталатын {x„t } ішкі тізбегі табылады:
lim x
—т.
А—
юс *
2
)
\хп
} тізбегінің кез келген жинакталатын
\хп^
J ішкі тізбегі үшін
lim *
> m
Щ
I
.
Щ
ЩЩ
.
теңсіздігі орындалады.
♦ .
Й§ - I
{x
n} тізбегінің төменгі шегін келесі символдардың біреуі аркылы
белгілейміз:
т = hmxn = һш хп
= lim inf
х
. .
л-но
/і—
ко к>п
Егер
{х
п} тізбегі төменнен шектелмеген болса, онда
lim*,
= - о о ,
1
3-теорема. {х
п} тізбегінің шегі (акырлы, +
оо
немесе —
оо)
болу үшін
1іішсл = limxn
,
болуы кажетті және жеткілікті, сонда
1
і т х я =
1
і т х и =
1
ітдги.
р
7.7.9 Тізбектер ж и н ақты л ы гы н ы н Коши ш арты
Акырлы
а
шегіне жинакталатын накты сандардың | c j тізбегі берілсін:
1
і т х л
= а
.
/I—
>00
Бұл дегеніміз, кез келген
е
>0
үшін
п0 =п0(е)
табылып,
xn - a \ < ^
Vm>
п0
теңсіздігі орындалатынын білдіреді. Бұл теңсіздікке
п > щ
натураль санымен
катар баска
т
>
п0
натураль саньга да коюға болады:
хп , - а <2 Ут>п0.
Сонда
Хп ~ х т
=
Хп ~ а + а ~ Хт
I -
х„ —а + \хт - a
+
= € V n , m > n 0
болады.
Осы айтылғандардан,
кез келген е > 0 үіиін п0 = п0(е) табылып,
Щ
! х п - х т \ < £
Уп,т>п0
теңсіздігі орындалатынын көреміз.
Бұл шарт
Коши шарты
деп аталады.
Сонымен біз келесі тұжырымды аламыз: егер
хп
айнымалысының
акырлы шегі бар болса, онда ол үшін Коши шарты орындалады.
134
Коши шартын канағаттандыратын сан тізбегі
фундаменталъды тізбек
деп аталады
Кері тұжырымда орындалады: егер накты сандардын {хя} тізбегі
фундаменталъды болса, ягни Коши шартын канагаттандырса, онда оның шегі
бар болады, ягни
хп
—» я, л —»оо орындалатын
а
(акырлы) саны табылады.
\4-теорема
(тізбек шегінін бар болуынын Коши критериясы). Накты
сандардын {х„} тізбегінің акырлы шегі болу үшін, онын фундаментальды
(Коши шартын канагаттандыруы) кажетті жэне жеткілікті.
7.8 Функция. Функцияныц шегі
Е
сандар жиынын карастырамыз. Кандай да бір заңдылыкпен
Е
жинынын әрбір
х
санына сэйкес (бір)
у
саны койьшса, онда
Е
жинында
функция
берілген деп айтады жэне оны мына турде жазады:
y = f { x ) { x & E ) ,
(7.7)
мұндагы
х тәуелсіз айнымалы
деп, ал
у функция
деп аталады.
N
1
Бұл тұжырым
Е
жиынында
бір айнымалы
х-тан тәуелді
у функциясы
бершген деп те аталады.
Е
жиыны
f ( x )
функциясынын
анықталу облысы
деп, ал функциянын
тәуелсіз айнымалысы
аргумент
деп аталады.
f ( x )
символы
х е Е
мэніне кандай да бір / заңдылыгымен сэйкес
койылган
у
санын аныктайды.
Егер х
0
саны / функциясы берілген
Е
облысында жататын болса, онда
/ ( х 0) х = х
0
нүктесіндегі /
функциясының мәні
болады. Егер х
0
саны
Е
облысына тиісті емес, ягни х
0
g
Е
болса, онда / функциясы
х0
нүктесінде
аныкталмаган деп аталады.
у
= / ( х ) , мұндагы
х е Е
функциясынын барлык мэндерінін £*, жиыны
/ функциясынын көмегімен алынган
Е
жиынынын
бейнесі
деп аталады. Бұл
тұжырым кейде / функциясы
Е
жиынын £, жиынына бейнелейді деп те
аталады.
Бір
Е
жиынында берілген / жэне
<р
функциялары үшін аныкталган
f + Ф
косындысынын,
f - < p
айырмасынын,
f cp
көбейтіндісінін,
9
катынасының сэйкес мэндері мына формулалармен жазылады:
f { x ) +
( Х € £ ) ,
мұндагы катынас жагдайында
Е
жиынында
<р{х)*
0 .
Егер / функциясы
Е
жиынын £, жиынына, ал
Ғ
функциясы £,
жиынын
Е2
жиынына бейнелейтін болса, онда
z
=
F \ f ( x
)] функциясы
135
күрделі
функция немесе
f
жэне
Ғ
функцияларының
суперпозициясы
деп
аталады.
Егер нөл нүктесіне катысты симметриялы болатын жиында аныкталган
/ функциясы осы жиында / ( - * ) =
/ ( х )
немесе / ( - * ) = - / ( * ) касиетгерін
канагаттандырса, онда ол сәйкес
жұп
немесе
тақ
деп аталады.
Екі жұп немесе екі так функциялардың көбейтіндісінің
жуп,
ал жұп
функцияның так функцияга көйтіндісі
тақ функция
болатындыгын көру
киынемес.
,
л
,
y — fyx)* х е Е
функциясының графигі деп абсциссасы
х
жэне
ординатасы
f ( x )
болатын (* ,/(* )) болатын нүктелердің жиынтығын айтады.
Егер кез келген
х]9х2 е Е
үшін
хх <х 2
болганда,
/ ( * , ) <
f ( x 2)
(/v * i) - / ( *
2
)) теңсіздігі орындалса, онда / функциясы өспелі (кемімейтін)
деп аталады.
j
т ■
.j
һ
ич
Егер кез келген
х 19х 2 е Е
үшін
х} < х 2
болганда,
f ( x ]) > f ( x 2)
( / ( * ] ) - / ( *
2
)) теңсіздігі орындалса, онда / функциясы кемімелі (өспейтін)
деп аталады.
*
Егер / функциясының
Щ
бейнесі шектеулі (шектеусіз) жиын
болса, онда
f
функциясы
иіектеулі
(
иіектеусіз
) деп аталады.
Мысалы,
У = ~
функциясы кемімелі жэне
(0,оо)
итервалында шектеусіз,
бірак [l,oo) жарты интервалында шектеулі болады.
Егер кез келген g үшін,
f ( x ) = f ( x + T) Vx
болса, онда барлык накты
сандар өсінде аныкталган / функциясы
периоды Т>
О
болатын периодты
деп аталады.
’ J
'■
г
\
13-аньщтамт.
y = f ( x
) функциясы кандайда бір
х0
нүктесінің
аймагында аныкталган болсын. Егер кез келген
£ > 0
саны үшін
S >
0
(S = S(e))
саны
табылып,
0
< х - д г
0
;
<
5
теңсіздігі
орындалғанда,
f ( x ) - А <£
теңсіздігі орындалса, онда
А
саны
у =
/ ( * ) функциясының
х —> X
q
ұмтылгандагы шегі деп аталады.
Егер
А
саны
у = f ( x )
функциясының
х - + х 0
ұмтылғандағы шегі болса,
онда оны мына түрде жазамыз:
lim
f ( x ) = А.
(
7
84
ri \
Х~*Х°
■
f \ x )
функциясының
х0
нүктесінде мэні болмауы да мүмкін. Ал
J ¥ L f ( x ) = A
Өрнегі’ кез келген
£
>
0
саны Үшін
N = N( e) >
0 саны
табылып,
x > N
болганда
1 / ( х ) - А < е
теңсіздігі орындалатындығын
биідіреді.
Егер
х < а
жэне
х - > а ,
онда
х - ^ а -
0 жазуын колданамыз; егер
х > а
жэне
х - > а 9
онда
х
-»
а
+
0
жазуын колданамыз.
136
14
-анъщтама.
f ( a - O )
=
lim / (
jc )
жэне
f ( a
+
0
) = lim
/ ( j c )
сандары
x -* a - 0
x —>fl+0
f \ x )
функциясының
a
нүктесіндегі сэйкес
сол
жэне
оң
жак шектері деп
аталады.
1 5
-анъщтама.
Егер
0 <
х
—
а < 8
болганда
/
( jc ) : >
М
теңсіздігі
орындалса, мұндағы
М
кез келген он сан, онда lim
/ (
jc
)
= qo болады.
х ->а
Мұндай жагдайда / (
х)
функциясы
jc
—
> а
болганда
шексіз үлкен
деп аталады.
16
-аныцтама.
Егер lim a (x ) = 0 болса, онда a(jc) функциясы
х - > а
х —>а
болганда
шексіз аз
деп аталады.
Екі шексіз аз
а(х)
жэне
/3(х)
функцияларын
х —>а
салыстыру үшін,
олардын шектерінің катынасын табамыз:
У т ^ Й = С .
х —>а
Ж
х)
\Й-аныцтама.
Егер С * 0 болса, онда
а(х)
жэне
/3(х)
бірдей реттегі
шексіз аз шамалар деп аталады; егер
С - 0
болса, онда
а(х)
шамасы /?(х
) -
пен салыстырғанда жоғарғы ретті шексіз аз шама деп аталады, ал
р(х)
шамасы
а(х)-
пен салыстырғанда төменгі ретті шексіз аз шама деп аталады.
1
%-анъщтама.
Егер
lim
а ( * \ =С
(0 < С < оо)
х-*«Ш х)У
онда
а(х)
шамасы
х —>а Р( х )
- пен салыстырганда
к
ретті шексіз аз шама
деп аталады.
1
9-аныцтама.
Егер
В т “ И
= 1
х ->а
Р(х)
болса, онда шексіз аз
а(х)
жэне
Р(х)
шамалары
х —>а
болганда
жвивалентті шамалар
деп аталады жэне мына түрде жазылады a (
jc
)
-
р ( х )
.
Мысалы,
х ->
0 ұмтыл ганда sin
jc
-
jc
, arcsin
jc
-
jc
,
t g x ~ x , arctgx
~
x
,
\d(\ +
x
) ~
x t
e**
-
1
~ a x .
Шектерді
есептеу
кезищр
томендегідей
теоремалар
негізін
пайдаланамыз.
Егер lim
f ( x )
жэне lim g(x) шектері бар болса, онда мына теңдіктер
х—ре
х-+а
орындалады:
1
) lim [ /( х ) + g(x)] = lim /( x ) + lim g(x);
х~*а
х —>а
х~*а
2
) lim ( /( x ) g ( x )] = lim / ( х ) • lim g (x ) ;
х —*а
х —>а
x —Ht
f ( x )
И т / ( * )
3) lim
»
( |im g(jc
)
^
0
болуы керек).
x-*a g(x)
lim
g( x)
x-*a
I-M
137
Егер де осы теоремалардың шарты орындалмаса, онда °°,
, оо - оо
оо О
'
т.б. түріндегі аныкталмагандыктарды аламыз.
Қарапайым
жагдайда
мұндай
аныкталмагандыктарды
алгебралык
түрлендіру
а
~
—
>0,
0
0
0
0
0
п
а
~а
а ~ *
жэне q
0
0
ұмтылатындығын ескеру керек, мұндағы
a —const.
Сонымен бірге шектерді есептеу кезінде төменгі екі тамаша шектерді де
жиі колданамыз.
1
s i n j c
.
*.
•
• ■
-г.,
v
»
-,r
1. lim ------=
1
(оіріиіиі тамаша илек
);
* '
х-*о х
(
1
У
'
:e # -
*
Ш 0 Ш ^ М
2
. lim
1
+ -
= е жэне
lim (і
+ х) х = е ,
мұндағы е = 2,718...
(екінші
х—
гжу
X J
ДГ“>0
тамаиіа иіек).
2>7>7> Достарыңызбен бөлісу: |