При вычислении пределов следует помнить о типовых пределах, которые непосредственно можно получить из определений соответствующих функций.
1. , где f(x) – непрерывная в точке а функция, a – число.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
Непосредственное применение теорем о пределах не всегда приводит к цели. Например, нельзя применить теорему о пределе дроби, если ее знаменатель стремится к нулю. Так, если числитель и знаменатель дроби (при вычислении) одновременно стремятся к нулю или к бесконечности, тогда говорят, что дробь представляет собой неопределенность типа
или
. Чтобы найти предел такой дроби, надо раскрыть неопределенность. Для раскрытия неопределенности существует несколько стандартных приемов.
Пример 1. Вычислить
Решение. Применяя основные теоремы о пределах, имеем
.
Видно, что данная дробь представляет собой неопределенность типа , для раскрытия этой неопределенности преобразуем данную дробь, разделив числитель и знаменатель на старшую степень многочлена, в данном примере на
, от этого величина дроби не изменится:
Таким образом, деление числителя и знаменателя дроби на старшую степень многочленов позволило от бесконечно больших величин перейти к бесконечно малым и тем самым раскрыть неопределенность.
Пример 2. Вычислить
Решение. Непосредственное применение теорем о пределе дроби приведет к неопределенности типа . Действительно, и числитель, и знаменатель стремятся к нулю при
. Для раскрытия данной неопределенности избавимся от иррациональности в числителе дроби, для этого умножим числитель и знаменатель на выражение, сопряженное числителю, а именно на
, в результате чего получим:
Итак, при наличии в дроби иррациональности (если дробь представляет собой неопределенность типа ), умножив числитель и знаменатель на сопряженное выражение, раскроем неопределенность.
Раскрытие неопределенности типа возможно осуществлять и с помощью первого замечательного предела:
Пример 3. Вычислить
Решение. Если подставить предельное значение, получим неопределенность типа . Применив формулы тригонометрии, преобразуем числитель и знаменатель дроби:
,
, тогда
.
Умножим и числитель, и знаменатель на , получим:
.
Согласно первому замечательному пределу получим:
Следовательно,
Отметим, что при применении первого замечательного предела, бесконечно малая величина, стоящая под знаком синуса и в знаменателе должна быть одна и та же.
Помимо неопределенности типа и
, существуют неопределенности типа:
Для раскрытия неопределенности используют второй замечательный предел в одной из формулировок:
,
.
Пример 4. Вычислить следующие пределы:
а) ; б)
.
а)
б) Подставляя предельное значение, получаем неопределенность типа , преобразовав выражение под знаком предела, раскроем неопределенность. Для этого к выражению, стоящему в скобках, прибавим единицу и вычтем единицу. От этого выражение не изменится. Показатель степени умножим и разделим на
, получим: