Почетна Видео лекције Четврти разред средње школе Функције – граничне вредности функција 5 Функције – граничне вредности функција 5 Гранична вредност функције. Неодређеност нула кроз нула, сложенији примери.
Задаци
Текст задатака објашњених у видео лекцији.
Одредити граничне вредности:
пр.14) lim x → 1 x 2 − 6 x − 7 x 2 − 5 x + 4 \mathop {\lim }\limits_{x \to 1} \frac{{{x^2} - 6x - 7}}{{{x^2} - 5x + 4}} x → 1 lim x 2 − 5 x + 4 x 2 − 6 x − 7
пр.15) lim x → 2 x 3 − 2 x 2 + 5 x − 10 x 3 − 8 x 2 + 12 x \mathop {\lim }\limits_{x \to 2} \frac{{{x^3} - 2{x^2} + 5x - 10}}{{{x^3} - 8{x^2} + 12x}} x → 2 lim x 3 − 8 x 2 + 12 x x 3 − 2 x 2 + 5 x − 10
пр.16) lim x → 3 x + 5 − 2 x + 2 x 3 − 27 \mathop {\lim }\limits_{x \to 3} \frac{{\sqrt {x + 5} - \sqrt {2x + 2} }}{{{x^3} - 27}} x → 3 lim x 3 − 27 x + 5 − 2 x + 2
пр.17) lim x → 8 x + 8 − 4 2 − x 3 \mathop {\lim }\limits_{x \to 8} \frac{{\sqrt {x + 8} - 4}}{{2 - \sqrt[3]{x}}} x → 8 lim 2 − 3 x x + 8 − 4
пр.14)
lim x → 1 x 2 − 6 x − 7 x 2 − 5 x + 4 = lim x → 1 ( x + 7 ) ( x − 1 ) ( x − 4 ) ( x − 1 ) = lim x → 1 ( x + 7 ) ( x − 4 ) = 1 + 7 1 − 4 = 8 − 3 x 2 − 6 x − 7 = 0 x 2 − 5 x + 4 = 0 x 1 / 2 = − 6 ± 36 + 4 ⋅ 7 2 x 1 / 2 = 5 ± 25 − 4 ⋅ 4 2 x 1 / 2 = − 6 ± 36 + 28 2 x 1 / 2 = 5 ± 25 − 16 2 x 1 / 2 = − 6 ± 64 2 x 1 / 2 = 5 ± 9 2 x 1 / 2 = − 6 ± 8 2 x 1 / 2 = 5 ± 3 2 x 1 = − 7 ; x 2 = 1 x 1 = 4 ; x 2 = 1 ( x + 7 ) ( x − 1 ) = 0 ( x − 4 ) ( x − 1 ) = 0 \begin{aligned}&\mathop {\lim }\limits_{x \to 1} \frac{{{x^2} - 6x - 7}}{{{x^2} - 5x + 4}} = \mathop {\lim }\limits_{x \to 1} \frac{{\left( {x + 7} \right)\left( {x - 1} \right)}}{{\left( {x - 4} \right)\left( {x - 1} \right)}} = \mathop {\lim }\limits_{x \to 1} \frac{{\left( {x + 7} \right)}}{{\left( {x - 4} \right)}} = \frac{{1 + 7}}{{1 - 4}} = \frac{8}{{ - 3}} \\ & \\ &\begin{array}{cccccccccccccccccccc} {{x^2} - 6x - 7 = 0}&{}&{}&{{x^2} - 5x + 4 = 0} \\ {{x_{1/2}} = \frac{{ - 6 \pm \sqrt {36 + 4 \cdot 7} }}{2}}&{}&{}&{{x_{1/2}} = \frac{{5 \pm \sqrt {25 - 4 \cdot 4} }}{2}} \\ {{x_{1/2}} = \frac{{ - 6 \pm \sqrt {36 + 28} }}{2}}&{}&{}&{{x_{1/2}} = \frac{{5 \pm \sqrt {25 - 16} }}{2}} \\ {{x_{1/2}} = \frac{{ - 6 \pm \sqrt {64} }}{2}}&{}&{}&{{x_{1/2}} = \frac{{5 \pm \sqrt 9 }}{2}} \\ {{x_{1/2}} = \frac{{ - 6 \pm 8}}{2}}&{}&{}&{{x_{1/2}} = \frac{{5 \pm 3}}{2}} \\ {{x_1} = - 7;{x_2} = 1}&{}&{}&{{x_1} = 4;{x_2} = 1} \\ {\left( {x + 7} \right)\left( {x - 1} \right) = 0}&{}&{}&{\left( {x - 4} \right)\left( {x - 1} \right) = 0} \end{array}\end{aligned} x → 1 lim x 2 − 5 x + 4 x 2 − 6 x − 7 = x → 1 lim ( x − 4 ) ( x − 1 ) ( x + 7 ) ( x − 1 ) = x → 1 lim ( x − 4 ) ( x + 7 ) = 1 − 4 1 + 7 = − 3 8 x 2 − 6 x − 7 = 0 x 1/2 = 2 − 6 ± 36 + 4 ⋅ 7 x 1/2 = 2 − 6 ± 36 + 28 x 1/2 = 2 − 6 ± 64 x 1/2 = 2 − 6 ± 8 x 1 = − 7 ; x 2 = 1 ( x + 7 ) ( x − 1 ) = 0 x 2 − 5 x + 4 = 0 x 1/2 = 2 5 ± 25 − 4 ⋅ 4 x 1/2 = 2 5 ± 25 − 16 x 1/2 = 2 5 ± 9 x 1/2 = 2 5 ± 3 x 1 = 4 ; x 2 = 1 ( x − 4 ) ( x − 1 ) = 0
пр.15)
lim x → 2 x 3 − 2 x 2 + 5 x − 10 x 3 − 8 x 2 + 12 x = lim x → 2 ( x − 2 ) ( x 2 + 5 ) x ( x − 2 ) ( x − 6 ) = 2 2 + 5 2 ( 2 − 6 ) = 9 − 8 x 3 − 2 x 2 + 5 x − 10 = x 2 ( x − 2 ) + 5 ( x − 2 ) = ( x − 2 ) ( x 2 + 5 ) x 3 − 8 x 2 + 12 x = x ( x 2 − 8 x + 12 ) = x ( x − 2 ) ( x − 6 ) x 2 − 8 x + 12 = 0 x 1 / 2 = 8 ± 64 − 4 ⋅ 12 2 x 1 / 2 = 8 ± 4 2 x 1 = 2 ; x 2 = 6 \begin{aligned}&\mathop {\lim }\limits_{x \to 2} \frac{{{x^3} - 2{x^2} + 5x - 10}}{{{x^3} - 8{x^2} + 12x}} = \mathop {\lim }\limits_{x \to 2} \frac{{\left( {x - 2} \right)\left( {{x^2} + 5} \right)}}{{x\left( {x - 2} \right)\left( {x - 6} \right)}} = \frac{{{2^2} + 5}}{{2\left( {2 - 6} \right)}} = \frac{9}{{ - 8}} \\ & \\ &{x^3} - 2{x^2} + 5x - 10 = {x^2}\left( {x - 2} \right) + 5\left( {x - 2} \right) = \left( {x - 2} \right)\left( {{x^2} + 5} \right) \\ &{x^3} - 8{x^2} + 12x = x\left( {{x^2} - 8x + 12} \right) = x\left( {x - 2} \right)\left( {x - 6} \right) \\ &{x^2} - 8x + 12 = 0 \\ &{x_{1/2}} = \frac{{8 \pm \sqrt {64 - 4 \cdot 12} }}{2} \\ &{x_{1/2}} = \frac{{8 \pm 4}}{2} \\ &{x_1} = 2;{x_2} = 6\end{aligned} x → 2 lim x 3 − 8 x 2 + 12 x x 3 − 2 x 2 + 5 x − 10 = x → 2 lim x ( x − 2 ) ( x − 6 ) ( x − 2 ) ( x 2 + 5 ) = 2 ( 2 − 6 ) 2 2 + 5 = − 8 9 x 3 − 2 x 2 + 5 x − 10 = x 2 ( x − 2 ) + 5 ( x − 2 ) = ( x − 2 ) ( x 2 + 5 ) x 3 − 8 x 2 + 12 x = x ( x 2 − 8 x + 12 ) = x ( x − 2 ) ( x − 6 ) x 2 − 8 x + 12 = 0 x 1/2 = 2 8 ± 64 − 4 ⋅ 12 x 1/2 = 2 8 ± 4 x 1 = 2 ; x 2 = 6
пр.16)
lim x → 3 x + 5 − 2 x + 2 x 3 − 27 = lim x → 3 x + 5 − 2 x + 2 x 3 − 27 ⋅ x + 5 + 2 x + 2 x + 5 + 2 x + 2 = = lim x → 3 x + 5 − 2 x − 2 ( x 3 − 27 ) ( x + 5 + 2 x + 2 ) = lim x → 3 − x + 3 ( x 3 − 27 ) ( x + 5 + 2 x + 2 ) = = lim x → 3 x + 5 − 2 x − 2 ( x 3 − 27 ) ( x + 5 + 2 x + 2 ) = lim x → 3 − x + 3 ( x 3 − 27 ) ( x + 5 + 2 x + 2 ) = = lim x → 3 − ( x − 3 ) ( x − 3 ) ( x 2 + 3 x + 9 ) ( x + 5 + 2 x + 2 ) = = − 1 ( 9 + 9 + 9 ) ⋅ ( 3 + 5 + 2 ⋅ 3 + 2 ) = − 1 27 ⋅ ( 2 8 ) = = − 1 27 ⋅ 2 ⋅ 2 2 = − 1 108 2 = − 1 108 2 ⋅ 2 2 = − 2 216 \begin{aligned}&\mathop {\lim }\limits_{x \to 3} \frac{{\sqrt {x + 5} - \sqrt {2x + 2} }}{{{x^3} - 27}} = \mathop {\lim }\limits_{x \to 3} \frac{{\sqrt {x + 5} - \sqrt {2x + 2} }}{{{x^3} - 27}} \cdot \frac{{\sqrt {x + 5} + \sqrt {2x + 2} }}{{\sqrt {x + 5} + \sqrt {2x + 2} }} = \\ &= \mathop {\lim }\limits_{x \to 3} \frac{{x + 5 - 2x - 2}}{{\left( {{x^3} - 27} \right)\left( {\sqrt {x + 5} + \sqrt {2x + 2} } \right)}} = \mathop {\lim }\limits_{x \to 3} \frac{{ - x + 3}}{{\left( {{x^3} - 27} \right)\left( {\sqrt {x + 5} + \sqrt {2x + 2} } \right)}} = \\ &= \mathop {\lim }\limits_{x \to 3} \frac{{x + 5 - 2x - 2}}{{\left( {{x^3} - 27} \right)\left( {\sqrt {x + 5} + \sqrt {2x + 2} } \right)}} = \mathop {\lim }\limits_{x \to 3} \frac{{ - x + 3}}{{\left( {{x^3} - 27} \right)\left( {\sqrt {x + 5} + \sqrt {2x + 2} } \right)}} = \\ &= \mathop {\lim }\limits_{x \to 3} \frac{{ - \left( {x - 3} \right)}}{{\left( {x - 3} \right)\left( {{x^2} + 3x + 9} \right)\left( {\sqrt {x + 5} + \sqrt {2x + 2} } \right)}} = \\ &= \frac{{ - 1}}{{\left( {9 + 9 + 9} \right) \cdot \left( {\sqrt {3 + 5} + \sqrt {2 \cdot 3 + 2} } \right)}} = \frac{{ - 1}}{{27 \cdot \left( {2\sqrt 8 } \right)}} = \\ &= \frac{{ - 1}}{{27 \cdot 2 \cdot 2\sqrt 2 }} = \frac{{ - 1}}{{108\sqrt 2 }} = \frac{{ - 1}}{{108\sqrt 2 }} \cdot \frac{{\sqrt 2 }}{{\sqrt 2 }} = - \frac{{\sqrt 2 }}{{216}}\end{aligned} x → 3 lim x 3 − 27 x + 5 − 2 x + 2 = x → 3 lim x 3 − 27 x + 5 − 2 x + 2 ⋅ x + 5 + 2 x + 2 x + 5 + 2 x + 2 = = x → 3 lim ( x 3 − 27 ) ( x + 5 + 2 x + 2 ) x + 5 − 2 x − 2 = x → 3 lim ( x 3 − 27 ) ( x + 5 + 2 x + 2 ) − x + 3 = = x → 3 lim ( x 3 − 27 ) ( x + 5 + 2 x + 2 ) x + 5 − 2 x − 2 = x → 3 lim ( x 3 − 27 ) ( x + 5 + 2 x + 2 ) − x + 3 = = x → 3 lim ( x − 3 ) ( x 2 + 3 x + 9 ) ( x + 5 + 2 x + 2 ) − ( x − 3 ) = = ( 9 + 9 + 9 ) ⋅ ( 3 + 5 + 2 ⋅ 3 + 2 ) − 1 = 27 ⋅ ( 2 8 ) − 1 = = 27 ⋅ 2 ⋅ 2 2 − 1 = 108 2 − 1 = 108 2 − 1 ⋅ 2 2 = − 216 2
пр.17)
lim x → 8 x + 8 − 4 2 − x 3 = lim x → 8 x + 8 − 4 2 − x 3 ⋅ x + 8 + 4 x + 8 + 4 ⋅ 2 2 + 2 x 3 + x 2 3 2 2 + 2 x 3 + x 2 3 = = lim x → 8 ( x + 8 − 16 ) ( 4 + 2 x 3 + x 2 3 ) ( 2 3 − x ) ( x + 8 + 4 ) = lim x → 8 ( x − 8 ) ( 4 + 2 x 3 + x 2 3 ) ( 8 − x ) ( x + 8 + 4 ) = = lim x → 8 ( 4 + 2 x 3 + x 2 3 ) ( x + 8 + 4 ) = 4 + 4 + 64 3 − ( 16 + 4 ) = 4 + 4 + 4 − ( 4 + 4 ) = − 12 8 = − 1 1 2 \begin{aligned}&\mathop {\lim }\limits_{x \to 8} \frac{{\sqrt {x + 8} - 4}}{{2 - \sqrt[3]{x}}} = \mathop {\lim }\limits_{x \to 8} \frac{{\sqrt {x + 8} - 4}}{{2 - \sqrt[3]{x}}} \cdot \frac{{\sqrt {x + 8} + 4}}{{\sqrt {x + 8} + 4}} \cdot \frac{{{2^2} + 2\sqrt[3]{x} + \sqrt[3]{{{x^2}}}}}{{{2^2} + 2\sqrt[3]{x} + \sqrt[3]{{{x^2}}}}} = \\ &= \mathop {\lim }\limits_{x \to 8} \frac{{\left( {x + 8 - 16} \right)\left( {4 + 2\sqrt[3]{x} + \sqrt[3]{{{x^2}}}} \right)}}{{\left( {{2^3} - x} \right)\left( {\sqrt {x + 8} + 4} \right)}} = \mathop {\lim }\limits_{x \to 8} \frac{{\left( {x - 8} \right)\left( {4 + 2\sqrt[3]{x} + \sqrt[3]{{{x^2}}}} \right)}}{{\left( {8 - x} \right)\left( {\sqrt {x + 8} + 4} \right)}} = \\ &= \mathop {\lim }\limits_{x \to 8} \frac{{\left( {4 + 2\sqrt[3]{x} + \sqrt[3]{{{x^2}}}} \right)}}{{\left( {\sqrt {x + 8} + 4} \right)}} = \frac{{4 + 4 + \sqrt[3]{{64}}}}{{ - \left( {\sqrt {16} + 4} \right)}} = \frac{{4 + 4 + 4}}{{ - \left( {4 + 4} \right)}} = - \frac{{12}}{8} = - 1\frac{1}{2}\end{aligned} x → 8 lim 2 − 3 x x + 8 − 4 = x → 8 lim 2 − 3 x x + 8 − 4 ⋅ x + 8 + 4 x + 8 + 4 ⋅ 2 2 + 2 3 x + 3 x 2 2 2 + 2 3 x + 3 x 2 = = x → 8 lim ( 2 3 − x ) ( x + 8 + 4 ) ( x + 8 − 16 ) ( 4 + 2 3 x + 3 x 2 ) = x → 8 lim ( 8 − x ) ( x + 8 + 4 ) ( x − 8 ) ( 4 + 2 3 x + 3 x 2 ) = = x → 8 lim ( x + 8 + 4 ) ( 4 + 2 3 x + 3 x 2 ) = − ( 16 + 4 ) 4 + 4 + 3 64 = − ( 4 + 4 ) 4 + 4 + 4 = − 8 12 = − 1 2 1
У к р а т к о Неодређеност 0 0 \frac{0}{0} 0 0 добија се кад уврштавањем тачке a a a и бројилац и именилац постану нула. То значи да оба садрже чинилац x − a x - a x − a , који треба издвојити и скратити. Полиноме растављате на чиниоце помоћу нула квадратног тринома или груписањем: x 3 − 2 x 2 + 5 x − 10 = ( x − 2 ) ( x 2 + 5 ) x^3 - 2x^2 + 5x - 10 = (x - 2)(x^2 + 5) x 3 − 2 x 2 + 5 x − 10 = ( x − 2 ) ( x 2 + 5 ) .
Ако се јављају корени, рационалишите: помножите коњугованим изразом, а код трећег корена допуните до A 3 − B 3 = ( A − B ) ( A 2 + A B + B 2 ) A^3 - B^3 = (A - B)(A^2 + AB + B^2) A 3 − B 3 = ( A − B ) ( A 2 + A B + B 2 ) . После скраћивања уврстите a a a . Скраћивање је дозвољено јер у лимесу x x x само прилази тачки a a a и никад је не достиже. Пре рачуна проверите да ли је неодређеност заиста 0 0 \frac{0}{0} 0 0 .
П р и б л и ж и т е q б р о ј у 1 0,85 0,9 0,95 1 1,05 1,1 1,15 22.500 25.000 27.500 30.000 32.500 35.000 37.500 q S (дин.) S(q) P За q = 1 q = 1 q = 1 формула није дефинисана (празан кружић), јер даје 0 0 \frac{0}{0} 0 0 . Ипак, кад се q q q приближава јединици са било које стране, износ тежи ка 30.000 динара, колико је уплаћено. П р и м е р и з ж и в о т а Формуле за штедњу и отплату кредита, какве користе банке и табеле у програму Excel, имају облик q n − 1 q − 1 \frac{q^n - 1}{q - 1} q − 1 q n − 1 . За q = 1 q = 1 q = 1 , без камате, оне дају 0 0 \frac{0}{0} 0 0 , а тачан износ је њихова гранична вредност.
Штедња без камате Уплатите 10.000 динара на почетку сваке од три године. Ако се новац на рачуну сваке године помножи бројем q q q , одмах после треће уплате на рачуну је S ( q ) = 10 000 ⋅ q 3 − 1 q − 1 S(q) = 10\,000 \cdot \frac{q^3 - 1}{q - 1} S ( q ) = 10 000 ⋅ q − 1 q 3 − 1 динара. Колико је на рачуну ако банка не даје камату (q = 1 q = 1 q = 1 ), а колико за q = 1,05 q = 1{,}05 q = 1 , 05 ?
Решење За q = 1 q = 1 q = 1 формула даје 1 − 1 1 − 1 = 0 0 \frac{1 - 1}{1 - 1} = \frac{0}{0} 1 − 1 1 − 1 = 0 0 , па тражимо lim q → 1 S ( q ) \lim_{q \to 1} S(q) lim q → 1 S ( q ) . Растављамо разлику кубова: q 3 − 1 = ( q − 1 ) ( q 2 + q + 1 ) q^3 - 1 = (q - 1)(q^2 + q + 1) q 3 − 1 = ( q − 1 ) ( q 2 + q + 1 ) . За q ≠ 1 q \ne 1 q = 1 скраћујемо: S ( q ) = 10 000 ⋅ ( q 2 + q + 1 ) S(q) = 10\,000 \cdot (q^2 + q + 1) S ( q ) = 10 000 ⋅ ( q 2 + q + 1 ) . Гранична вредност је lim q → 1 S ( q ) = 10 000 ⋅ ( 1 + 1 + 1 ) = 30 000 \lim_{q \to 1} S(q) = 10\,000 \cdot (1 + 1 + 1) = 30\,000 lim q → 1 S ( q ) = 10 000 ⋅ ( 1 + 1 + 1 ) = 30 000 динара, тачно колико је уплаћено. За q = 1,05 q = 1{,}05 q = 1 , 05 : S = 10 000 ⋅ ( 1,1025 + 1,05 + 1 ) = 31 525 S = 10\,000 \cdot (1{,}1025 + 1{,}05 + 1) = 31\,525 S = 10 000 ⋅ ( 1 , 1025 + 1 , 05 + 1 ) = 31 525 динара. Одговор: Без камате је на рачуну 30.000 динара, колико је и уплаћено, а уз раст од 5% годишње 31.525 динара.
Задатак за вежбу Израчунајте lim x → 4 x − 2 x − 4 \lim_{x \to 4}\frac{\sqrt{x} - 2}{x - 4} lim x → 4 x − 4 x − 2 .
Прикажи решење Множимо бројилац и именилац са x + 2 \sqrt{x} + 2 x + 2 : x − 4 ( x − 4 ) ( x + 2 ) = 1 x + 2 → 1 4 \frac{x - 4}{(x - 4)(\sqrt{x} + 2)} = \frac{1}{\sqrt{x} + 2} \to \frac{1}{4} ( x − 4 ) ( x + 2 ) x − 4 = x + 2 1 → 4 1 .