Предел произведения нескольких функций равен произведению пределов этих функций:

5) Предел частного
Предел частного двух функций равен отношению пределов этих функций при условии, что предел знаменателя не равен нулю:

23) верхний и нижний предел в точке
Частичным пределом последовательности называется предел какой-либо её подпоследовательности, если существует хотя бы одна подпоследовательность, имеющая предел. В противном случае, говорят, что у последовательности нет частичных пределов. В некоторой литературе в случаях, если из последовательности удаётся выделить бесконечно большую подпоследовательность, все элементы которой одновременно положительны или отрицательны, её частичным пределом называют соответственно
или
.
Нижний предел последовательности — это наименьший элемент множества частичных пределов последовательности.
Верхний предел последовательности — это наибольший элемент множества частичных пределов последовательности.
Иногда нижним пределом последовательности называют наименьшую из её предельных точек, а верхним — наибольшую.[1]Очевидно, что эти определения эквивалентны.
[править]Обозначения
Нижний предел последовательности
:
§
(в отечественной литературе);
§
(в иностранной литературе).
Верхний предел последовательности
:
§
(в отечественной литературе);
§
(в иностранной литературе).
[править]Примеры
§ 
§ 
§ 
§
(в другой терминологии оба предела равны
)
[править]Свойства
§ Частичным пределом последовательности может быть только её предельная точка, и, наоборот, любая предельная точка последовательности представляет собой некоторый её частичный предел. Иными словами, понятия «частичный предел последовательности» и «предельная точка последовательности» эквивалентны.
§ У любой ограниченной последовательности существуют и верхний, и нижний пределы (в множестве вещественных чисел). Если же считать
и
допустимыми значениями частичного предела, то верхний и нижний пределы существуют вообще у любой числовой последовательности.
§ Числовая последовательность
сходится к
тогда и только тогда, когда
.
§ Для любого наперёд взятого положительного числа
все элементы ограниченной числовой последовательности
, начиная с некоторого номера, зависящего от
, лежат внутри интервала
.
§ Если за пределами интервала
лежит лишь конечное число элементов ограниченной числовой последовательности
, то интервал
содержится в интервале
.
29)
| Теорема (Дарбу): |
Пусть дифференцируема на . Тогда
|
| Доказательство: |
|
Для определенности считаем, что , обратный случай доказывается аналогично.
Рассмотрим вспомогательную функцию
.
По определению производной,
При
Аналогично рассмотрим : при
Функция — дифференцируема, а значит, также и непрерывна на , поэтому на этом отрезке существуют минимальное и максимальное значения функции. Из двух предыдущих неравенств следует, что минимальное значение достигается не в граничной точке.
Пусть оно достигается в точке , тогда по теореме Ферма в этой точке . Значит, .
|
|
| Теорема (Ферма): |
Пусть существует и дифференцируема в , и — точка локального экстремума. Тогда
|
| Доказательство: |
|
Рассмотрим случай, когда — точка локального минимума. Случай с локальным максимумом доказывается аналогично.
; рассмотрим .
Заметим, что, по определению локального минимума, .
Возможны 2 случая для :
1.
2.
Отсюда, .
|
|
Замечание: обратная теорема не всегда верна, например,
но
— не экстремум.
| Определение: |
Корень уравнения называется стационарной точкой.
|
дифференцируема на
. Тогда
, обратный случай доказывается аналогично.
Рассмотрим вспомогательную функцию
.
По определению производной,
При
Аналогично рассмотрим
: при
Функция
— дифференцируема, а значит, также и непрерывна на
, поэтому на этом отрезке существуют минимальное и максимальное значения функции. Из двух предыдущих неравенств следует, что минимальное значение достигается не в граничной точке.
Пусть оно достигается в точке
, тогда по теореме Ферма в этой точке
. Значит,
.
, и
— точка локального экстремума. Тогда
; рассмотрим
.
Заметим, что, по определению локального минимума,
.
Возможны 2 случая для
:
1.
2.
Отсюда,
.
называется стационарной точкой.