background image

 

Twierdzenie (reguła de L’Hospitala) 

 

 

 

Zało enia 

 

( ) { }

R

x

b

a

g

f

0

\

,

:

,

 

( ) { }

(

)

0

\

,

,

x

b

a

D

g

f

 ,  

x

0

 – punkt skupienia zbioru 

(a,b),

 tzn. 

[ ]

b

a

x

,

0

 

( )

( ) { }

0

\

,

0

x

b

a

x

x

g

 

 

( )

( )

0

lim

lim

0

0

=

=

x

g

x

f

x

x

x

x

 

lub 

( )

( )

±∞

=

=

x

g

x

f

x

x

x

x

0

0

lim

lim

 

 

 

Teza 

( )

( )

( )

( )

( )

( )

c

x

g

x

f

x

g

x

f

c

x

g

x

f

x

x

x

x

x

x

=

=

0

0

0

lim

lim

lim

 

 

 

Dowód 

 
Tylko przypadek: 

( )

( )

0

lim

lim

0

0

=

=

x

g

x

f

x

x

x

x

 

 
Rozszerzmy funkcje 

f

 i 

g

 na przedział 

( ) { }

0

,

x

b

a

 

 

( )

( )

0

:

0

:

0

0

=

=

x

g

x

f

 

 

Do udowodnienia istnienia 

( )

( )

x

g

x

f

x

x

0

lim

 wykorzystamy definicj  Heinego granicy funkcji. 

Niech 

( )

b

a

x

n

,

 i 

0

x

x

n

n

 →

 

(

)

0

x

x

n

 

Pytanie: 

( )

( )

c

x

g

x

f

n

n

n

?

lim

=

+∞

 

Z twierdzenia Cauchy’ego 

(

)

n

n

x

x

c

,

0

 lub 

(

)

:

,

0

x

x

c

n

n

 

( )

( )

( )

( )

n

n

n

n

c

g

c

f

x

g

x

f

=

 

 

0

0

x

c

x

x

n

n

n

n

 →

 →

     

 
(na postawie twierdzenia o trzech ci gach, poniewa   

(

)

0

0

0

0

x

x

x

x

x

c

n

n

n

n

<

=

<

θ

background image

 

Z istnienia granicy 

( )

( )

c

x

g

x

f

x

x

=

0

lim

 wynika,  e 

( )

( )

c

c

g

c

f

n

n

n

=

+∞

lim

 

z czego na postawie równo ci  

( )

( )

( )

( )

n

n

n

n

c

g

c

f

x

g

x

f

=

  wynika 

( )

( )

c

x

g

x

f

n

n

n

=

+∞

lim

 

 

 

Uwaga 

Z istnienia  

( )

( )

x

g

x

f

x

x

0

lim

 wynika istnienie 

( )

( )

x

g

x

f

x

x

0

lim

 

 

 

 

 

 

 

Przykład 

Niech  

( )

x

x

x

f

1

sin

2

=

 ,  

( )

x

x

g

sin

=

 dla 

( )

1

,

0

x

 oraz niech 

0

0

=

x

Wtedy  

( )

( )

( )

( )

x

g

x

f

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

g

x

f

x

x

x

x

=

+

=

+

+

+

+

0

0

2

2

0

0

lim

~

cos

1

cos

1

sin

2

lim

cos

1

1

cos

1

sin

2

lim

lim

 

lecz st d nie mo emy wnioskowa  o nie istnieniu  

( )

( )

x

g

x

f

x

+

→0

lim

 

( )

( )

( )

( )

x

g

x

f

x

x

x

x

x

x

x

x

g

x

f

x

x

x

x

+

+

+

+

=

==

=

0

0

2

0

0

lim

0

1

sin

sin

lim

sin

1

sin

lim

lim

 

 

 

 

Uzupełnienie 
Reguł  de L’Hospitala mo na rozszerzy  na funkcje 

( )

R

D

g

f

,

 i 

R

x

ˆ

0

 

 

Symbole nieoznaczone: 

 

1

,

,

0

,

,

0

,

,

0

0

0

0

 

 

 

 

 

 

background image

 

Przykłady 

 

 

N

n

 

[ ]

0

!

lim

!

lim

lim

lim

0

lim

1

=

=

=

=

=

=

=

=

+∞

+∞

+∞

+∞

+∞

x

x

H

x

x

H

x

n

x

H

x

n

x

x

n

x

e

n

e

x

n

e

nx

e

x

e

x

 

 

 

 

( )

0

!

lim

ln

1

lim

ln

lim

ln

lim

2

1

=

=

=

=

=

=

=

+∞

+∞

+∞

+∞

x

k

x

x

k

k

x

x

k

x

x

x

k

x

H

k

x

H

k

x