- п.1. Понятие асимптоты
- п.2. Вертикальная асимптота
- п.3. Горизонтальная асимптота
- п.4. Наклонная асимптота
- п.5. Алгоритм исследования асимптотического поведения функции
- п.6. Примеры
- Асимптоты графика функции
- Виды асимптот
- Нахождение наклонной асимптоты
- Асимптоты
- Вертикальная асимптота.
- Асимптота (невертикальная асимптота).
- 📽️ Видео
п.1. Понятие асимптоты
Различают вертикальные, горизонтальные и наклонные асимптоты.
Например:
Вертикальная асимптота x=3 | Горизонтальная асимптота y=1 |
Наклонная асимптота y=x |
п.2. Вертикальная асимптота
Таким образом, практически каждой точке разрыва 2-го рода (см. §40 данного справочника) соответствует вертикальная асимптота.
Вертикальных асимптот может быть сколько угодно, в том числе, бесконечное множество (например, как у тангенса – см. §6 данного справочника).
Например:
Исследуем непрерывность функции (y=frac)
ОДЗ: (xne left)
(leftnotin D) — точки не входят в ОДЗ, подозрительные на разрыв.
Исследуем (x_0=-3). Найдем односторонние пределы: begin lim_frac=frac=frac=+infty\ lim_frac=frac=frac=-infty end Односторонние пределы не равны и бесконечны.
Точка (x_0=-3) — точка разрыва 2-го рода.
Исследуем (x_1=1). Найдем односторонние пределы: begin lim_frac=frac=frac=-infty\ lim_frac=frac=frac=+infty end Односторонние пределы не равны и бесконечны.
Точка (x_1=1) — точка разрыва 2-го рода.
Вывод: у функции (y=frac) две точки разрыва 2-го рода (left), соответственно – две вертикальные асимптоты с уравнениями (x=-3) и (x=1).
п.3. Горизонтальная асимптота
Число горизонтальных асимптот не может быть больше двух.
Например:
Исследуем наличие горизонтальных асимптот у функции (y=frac)
Ищем предел функции на минус бесконечности: begin lim_frac=frac=+0 end На минус бесконечности функция имеет конечный предел (b=0) и стремится к нему сверху (о чем свидетельствует символическая запись +0).
Ищем предел функции на плюс бесконечности: begin lim_frac=frac=+0 end На плюс бесконечности функция имеет тот же конечный предел (b=0) и также стремится к нему сверху.
Вывод: у функции (y=frac) одна горизонтальная асимптота (y=0). На плюс и минус бесконечности функция стремится к асимптоте сверху.
Итоговый график асимптотического поведения функции (y=frac):
п.4. Наклонная асимптота
Число наклонных асимптот не может быть больше двух.
Чтобы построить график асимптотического поведения, заметим, что у функции (y=frac), очевидно, есть вертикальная асимптота x=1. При этом: begin lim_frac=-infty, lim_frac=+infty end
График асимптотического поведения функции (y=frac):
п.5. Алгоритм исследования асимптотического поведения функции
На входе: функция (y=f(x))
Шаг 1. Поиск вертикальных асимптот
Исследовать функцию на непрерывность. Если обнаружены точки разрыва 2-го рода, у которых хотя бы один односторонний предел существует и бесконечен, сопоставить каждой такой точке вертикальную асимптоту. Если таких точек не обнаружено, вертикальных асимптот нет.
Шаг 2. Поиск горизонтальных асимптот
Найти пределы функции на плюс и минус бесконечности. Каждому конечному пределу сопоставить горизонтальную асимптоту. Если оба предела конечны и равны, у функции одна горизонтальная асимптота. Если оба предела бесконечны, горизонтальных асимптот нет.
Шаг 3. Поиск наклонных асимптот
Найти пределы отношения функции к аргументу на плюс и минус бесконечности.
Каждому конечному пределу k сопоставить наклонную асимптоту, найти b. Если только один предел конечен, у функции одна наклонная асимптота. Если оба значения k конечны и равны, и оба значения b равны, у функции одна наклонная асимптота. Если оба предела для k бесконечны, наклонных асимптот нет .
На выходе: множество всех асимптот данной функции.
п.6. Примеры
Пример 1. Исследовать асимптотическое поведение функции и построить схематический график:
a) ( y=frac )
1) Вертикальные асимптоты
Точки, подозрительные на разрыв: (x=pm 1)
Односторонние пределы в точке (x=-1) begin lim_frac=frac=frac=-infty\ lim_frac=frac=frac=+infty end Точка (x=-1) — точка разрыва 2-го рода
Односторонние пределы в точке (x=1) begin lim_frac=frac=frac=-infty\ lim_frac=frac=frac=+infty end Точка (x=1) — точка разрыва 2-го рода
Функция имеет две вертикальные асимптоты (x=pm 1)
График асимптотического поведения функции (y=frac)
2) Горизонтальные асимптоты
Пределы функции на бесконечности: begin b_1=lim_e^<frac>=e^0=1\ b_2=lim_e^<frac>=e^0=1\ b=b_1=b_2=1 end Функция имеет одну горизонтальную асимптоту (y=1). Функция стремится к этой асимптоте на минус и плюс бесконечности.
График асимптотического поведения функции (y=e^<frac>)
в) ( y=frac )
Заметим, что ( frac=frac=frac=frac ) $$ y=fracLeftrightarrow begin y=frac\ xne -1 end $$ График исходной функции совпадает с графиком функции (y=frac), из которого необходимо выколоть точку c абсциссой (x=-1).
3) Наклонные асимптоты
Ищем угловые коэффициенты: begin k_1=lim_frac=left[fracright]=lim_frac<x^2left(1+fracright)>=frac=1\ k_2=lim_frac=left[fracright]=lim_frac<x^2left(1+fracright)>=frac=1\ k=k_1=k_2=1 end У функции есть одна наклонная асимптота с (k=1).
Ищем свободный член: begin b=lim_(y-kx)= lim_left(frac-2right)= lim_frac= lim_frac=left[fracright]=\ =lim_frac=frac=1 end Функция имеет одну наклонную асимптоту (y=x+1).
График асимптотического поведения функции (y=frac)
2) Горизонтальные асимптоты
Пределы функции на бесконечности: begin b_1=lim_xe^<frac>=-inftycdot e^0=-infty\ b_2=lim_xe^<frac>=+inftycdot e^0=+infty end Оба предела бесконечны.
Функция не имеет горизонтальных асимптот.
График асимптотического поведения функции (y=xe^<frac>)
Видео:Математика без Ху!ни. Нахождение асимптот, построение графика функции.Скачать
Асимптоты графика функции
Видео:Асимптоты функции. Наклонная асимптота. 10 класс.Скачать
Виды асимптот
Прямая $x=x_$ называется вертикальной асимптотой графика функции $y=f(x)$, если хотя бы одно из предельных значений $lim _<x rightarrow x_-0> f(x)$ или $lim _<x rightarrow x_+0> f(x)$ равно $+infty$ или $-infty$ .
Замечание. Прямая $x=x_$ не может быть вертикальной асимптотой, если функция непрерывна в точке $x=x_$ . Поэтому вертикальные асимптоты следует искать в точках разрыва функции.
Прямая $y=y_$ называется горизонтальной асимптотой графика функции $y=f(x)$, если хотя бы одно из предельных значений $lim _ f(x)$ или $lim _ f(x)$ равно $y_$ .
Замечание. График функции может иметь только правую горизонтальную асимптоту или только левую.
Прямая $y=k x+b$ называется наклонной асимптотой графика функции $y=f(x)$, если $lim _[f(x)-k x-b]=0$
Видео:Математический анализ, 15 урок, АссимптотыСкачать
Нахождение наклонной асимптоты
(условиях существования наклонной асимптоты)
Если для функции $y=f(x)$ существуют пределы $lim _ frac=k$ и $lim _[f(x)-k x]=b$, то функция имеет наклонную асимптоту $y=k x+b$ при $x rightarrow infty$ .
Горизонтальная асимптота является частным случаем наклонной при $k=0$ .
Если при нахождении горизонтальной асимптоты получается, что $lim _ f(x)=infty$, то функция может иметь наклонную асимптоту.
Кривая $y=f(x)$ может пересекать свою асимптоту, причем неоднократно.
Задание. Найти асимптоты графика функции $y(x)=frac<x^-3 x+2>$
Решение. Область определения функции:
$D[f] : x in(-infty ;-1) cup(-1 ;+infty)$
а) вертикальные асимптоты: прямая $x=-1$ — вертикальная асимптота, так как
то есть, горизонтальных асимптот нет.
в) наклонные асимптоты $y=k x+b$:
Таким образом, наклонная асимптота: $y=x-4$ .
Ответ. Вертикальная асимптота — прямая $x=-1$ .
Видео:Асимптоты графика функции. Практика. Пример 1.Скачать
Асимптоты
Видео:Матан за час. Шпаргалка для первокурсника. Высшая математикаСкачать
Вертикальная асимптота.
Если выполнено хотя бы одно из условий
$$
lim_<xrightarrow x_-0>f(x)=infty,qquadlim_<xrightarrow x_+0>f(x)=infty,nonumber
$$
то прямую (x=x_) называют вертикальной асимптотой графика функции (y=f(x)).
Например, прямая (x=0) — вертикальная асимптота графиков функций (y=displaystyle frac), (y=operatornamex^2), (y=displaystyle frac<x^>), (y=operatornamex), прямая (x=-1) — вертикальная асимптота графика функции (y=displaystyle frac), прямые (x=displaystyle frac +pi k (kin mathbb)) — вертикальные асимптоты графика функции (y=operatornamex).
Асимптота | Функция | График функции |
(x=0) | (y=displaystyle frac) | |
(y=operatornamex^2) | | |
(y=displaystyle frac<x^>) | | |
(y=operatornamex) | | |
(x=-1) | (y=displaystyle frac) | |
Видео:Установление эмпирической и молек. формул по массовым долям элем., входящих в состав в-ва. 10 класс.Скачать
Асимптота (невертикальная асимптота).
Прямую
$$
y=kx+bnonumber
$$
называют асимптотой (невертикальной асимптотой) графика функции (y=f(x)) при ( xrightarrow+infty), если
$$
lim_(f(x)-(kx+b))=0.label
$$
Если (kneq 0), то асимптоту называют наклонной, а если (k=0), то асимптоту (y=b) называют горизонтальной.
Аналогично вводится понятие асимптоты при (xrightarrow-infty).
Например, прямая (y=0) — горизонтальная асимптота графиков функции (y=displaystyle frac), (y=displaystyle frac<x^>) при (xrightarrow +infty) и (xrightarrow -infty), графика функции (y=a^x, a > 1)), при (xrightarrow -infty). Прямая (y=1) — асимптота графиков функций (y=e^), (y=operatorname
Асимптота | Функция | График функции |
(y=1) | (y=e^) | |
(y=operatorname | x) | |
---|---|---|
(y=operatornamex) | | |
(y=displaystyle frac) | (y=operatornamex) | |
(y=pi) | (y=operatornamex) | |
Найти асимптоту при (xrightarrow+infty) и (xrightarrow-infty) графика функции:
- (triangle) Так как (y=-2+displaystyle frac), то прямая (y=-2) — асимптота графика (y=displaystyle frac) (рис. 9.4) при (xrightarrow+infty) и (xrightarrow-infty).
(y=displaystyle frac)
- Разделив числитель (x^) на знаменатель ((x+1)^2) по правилу деления многочленов (можно воспользоваться равенством (x^=((x+1)-1)^=(x+1)^-3(x+1)^+3(x+1)-1)), получим
$$
frac<x^><(x+1)^>=x-2+frac<(x+1)^>.label
$$
Отсюда следует, что асимптотой графика функции (y=displaystyle frac<x^><(x+1)^>) при (xrightarrow+infty) и (xrightarrow-infty) является прямая (y=x-2). - Используя равенство (y=displaystyle sqrt[3]<x^+x^>=xleft(1+fracright)^) и локальную формулу Тейлора, получаем (y=xleft(1+displaystyle frac+oleft(fracright)right)=x+frac+o(1)) при (xrightarrow 0), откуда следует, что прямая (y=x+displaystyle frac) — асимптота графика функции (y=sqrt[3]) при (xrightarrow+infty) и (xrightarrow-infty).
- Применяя формулу Тейлора для экспоненты, получаем (y=left(x-displaystyle fracright)left(1-frac+oleft(fracright)right)=x-frac+o(1)) при (xrightarrow infty), откуда следует, что (y=x-displaystyle frac) — асимптота графика данной функции при (xrightarrow+infty) и (xrightarrow-infty). (blacktriangle)
Для того, чтобы прямая (y=kx+b) была асимптотой графика функции (y=f(x)) при ( xrightarrow+infty), необходимо и достаточно, чтобы существовали конечные пределы
$$
lim_frac=k,label
$$
$$
displaystyle lim_(f(x)-kx)=b.label
$$
(circ) Необходимость. Если прямая (y=kx+b) — асимптота графика функции (y=f(x)) при (xrightarrow+infty), то выполняется условие eqref или равносильное ему условие
$$
f(x)=kx+b+alpha(x),quad alpha(x)rightarrow 0 quad при quad xrightarrow +infty.label
$$
Разделив обе части равенства eqref на (x), получим
$$
frac=k+frac+frac,nonumber
$$
откуда следует, что существует предел eqref.
Из равенства eqref получаем
$$
f(x)-kx=b++alpha(x), где alpha(x)rightarrow 0 при xrightarrow+infty,nonumber
$$
откуда следует, что существует предел eqref.
Достаточность. Если существуют конечные пределы eqref и eqref, то (f(x)-(kx+b)=alpha(x)), где (alpha(x)rightarrow 0) при (xrightarrow+infty), то есть выполняется условие eqref. Это означает, что прямая (y=kx+b) — асимптота графика функции (y=f(x)) . (bullet)
Для случая горизонтальной асимптоты данная теорема формулируется в следующем виде: для того, чтобы прямая (y=b) была асимптотой графика функции (y=f(x)) при (xrightarrow+infty), необходимо и достаточно, чтобы (displaystyle lim_f(x)=b).
📽️ Видео
Асимптоты функции. Горизонтальная асимптота. 10 класс.Скачать
Асимптоты функции. 10 класс.Скачать
Задание №35: вывод формулы органического соединения | Химия 10 класс | УмскулСкачать
Решение задач на вывод формул органических соединений | Химия 10 класс #8 | ИнфоурокСкачать
Схема Горнера. 10 класс.Скачать
Пределы №6 Нахождение асимптот графиков функцийСкачать
Математика без Ху!ни. Исследование функции, график. Первая, вторая производная, асимптоты.Скачать
Исследование функции. Часть 4. Асимптоты графика функцииСкачать
Асимптоты функции. Практическая часть. 10 класс.Скачать
Задание 10. ЕГЭ профиль. Горизонтальные и вертикальные асимптоты гиперболы.Скачать
Исследование точек разрыва функций. Графическое построение наклонных асимптот в MS ExcelСкачать
Задание 23 из ОГЭ Построение графиков функций с модулем | МатематикаСкачать
Нахождение асимптоты параметрически заданной функции.Скачать
Математический анализ, 16 урок, Исследование функции и построение графикаСкачать