Остановимся теперь на классификации
элементарных функций по порядку малости при 
.
Прежде всего, отметим, что все показательные функции имеют тот же порядок
малости, что и постоянная величина, поскольку 
.
Логарифмичиские функции, как было отмечено в предыдущем параграфе, также имеют
один порядок малости.   
Утверждение 1: При 
 степенные функции с большим
показателем степени имеют более высокий порядок малости (следует оставлять
функции с меньшим показателем степени).
Действительно, согласно определению (70),
 при 
.
Смотри, также, рис. 4c.
Утверждение 2: При 
 логарифмические функции имеют
более высокий порядок малости, чем степенные функции с показателем, меньшим
нуля.
Действительно, используя определение (70), а
также доказанное утверждение (64), получаем, что при всех 
 и 
 имеет
место следующий предел:
.
  при
всех 
 и 
.             
                              (73)
По аналогии с предыдущим
параграфом, расположим основные элементарные функции в порядке увеличения
скорости возрастания их абсолютной величины при 
 (чем
левее, тем выше порядок малости). Для функций, определенных только при 
 подразумевается предел справа: 
.
.                                     (74)
Пример 7: Вычислить предел функции 
 при 
.
. 
Пример 8: Вычислить предел функции 
 при 
.
Поскольку, согласно (73), 
, а 
 (см. рис. 8), имеем:
.
14. Производная функции. Дифференциал
Понятие производной, основанное на понятии предела
функции, является наиболее важным для математического анализа функций.
Необходимость его возникает при попытке аппроксимировать (заменить с
определенной погрешностью) некоторую функцию 
 линейной
функцией (прямой) 
 на некотором интервале 
. 
Рассмотрим
произвольную гладкую (непрерывную, без острых углов) функцию 
, определенную в некоторой окрестности
точки 
 (см. рис. 21). Точку 
 изначально предполагаем фиксированной.
Поставим задачу подобрать прямую (найти уравнение прямой), которая наилучшим
образом аппроксимировала бы функцию 
 вблизи точки 
. Вполне естественным представляется
выбрать в качестве такой прямой касательную к графику функции 
 в точке 
.
Получим уравнение касательной. Для начала напишем уравнение секущей, которая
пересекает график функции 
 в точках 
 и 
. Как
очевидно из рис. 21, 
. Здесь 
есть
приращение независимой переменной (аргумента), 
 -
приращение зависимой переменной (функции). Уравнение секущей
имеет вид 
.
Отметим, что приращение 
 может
принимать любые значения (разным значениям соответствуют разные точки на
секущей прямой), в то время как приращение 
 фиксировано
для данной секущей и равно разности иксовых координат точек пересечения секущей
с графиком функции 
. В дальнейшем любое конечное
приращение переменной 
 мы будем обозначать как 
, что не должно вызвать каких-либо
непониманий.
По самому своему определению, касательная 
 получается из секущей 
 по мере сближения двух точек пересечения
и слияния их в одну точку касания, то есть в пределе 
,
при этом 
. 
Определение 1: Тангенс угла наклона касательной к
графику функции 
 в точке 
,
равный пределу отношения приращения функции к приращению аргумента при 
, называют производной функции 
 в точке 
 и
обозначают 
. 
                                             (75)
Уравнение касательной к
графику функции 
 в точке 
 может
теперь быть записано в виде
.                                                     
(76)
Очевидно, что значение производной 
 различно для различных 
. Если каждой точке 
,
для которой существует предел (75), поставить в соответствие значение 
, то мы получим некую новую функцию
переменной 
, которую называют производной функции 
. 
Определение 2: Дифференциалом функции 
 в точке 
 называют
линейную часть приращения функции 
 в точке 
 (приращение касательной, см. рис. 21) и
обозначают 
.                                                            
(77)
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.