Символ Ландау

Символами Ландау являются «О» большое и «о» малое ([latex]O[/latex] и [latex]o[/latex]).

Определение:

Пусть $latex f(x)$ и $latex g(x)$ — две функции, определенные в некоторой проколотой окрестности точки $latex x_0$, причем в этой окрестности $latex g$ не обращается в ноль. Говорят, что:

  • $latex f$ является «О» большим от $latex g$ при $latex x\to x_0$ и пишут $latex f=\underset{x\to x_0}{O(g)}$, если существует такая константа $latex C>0$, что для всех $latex x$ из некоторой окрестности точки $latex x_0$ имеет место неравенство $latex |f(x)| \leq C |g(x)|$;
  • $latex f$ является «о» маленьким от $latex g$ при $latex x\to x_0$ и пишут $latex f=\underset{x\to x_0}{o(g)}$, если для любого $latex \varepsilon >0$ найдется такая проколотая окрестность $latex U’_{x_0}$ точки $latex x_0$, что для всех $latex x \in U’_{x_0}$ имеет место неравенство $latex |f(x)|<\varepsilon|g(x)|$.

Иначе говоря, в первом случае отношение $latex |f|/|g|$ в окрестности точки $latex x_0$ ограничено сверху, а во втором оно стремится к нулю при $latex x\to x_0$, то есть функция $latex f$ является бесконечно малой в сравнении с $latex g$.

Примеры:

$latex x^2=\underset{x\to 0}{o(x)}$, т.к. $latex \lim\limits_{x\to 0}\frac{x^2}{x}=\lim\limits_{x\to 0}x=0;$
$latex \sin^2 x=\underset{x\to x_0}{O(x)}, x_0 \epsilon \mathbb{R}$, т.к. $latex \lim\limits_{x\to\infty}\frac{\frac{1}{x}}{x}=\lim\limits_{x\to\infty}\frac{1}{x^2}=0;$
$latex -x^3={O(x)}$, т.к. $latex \lim\limits_{x\to 0}\frac{-x^3}{x}=\lim\limits_{x\to 0}-x^2; $ а функция $latex -x^2$ ограничена сверху в окрестности точки 0.
$latex \sin^2 x={O(x)}, x_0 \epsilon \mathbb{R}$, т.к. $latex \lim\limits_{x\to x_0}\frac{\sin^2 x}{x}=\lim\limits_{x\to x_0}\sin x;$ а функция $latex \sin x$ всегда ограничена сверху единицей.

Свойства «О» большого и «о» маленького

Для функций $latex f=f(x),\:g=g(x)$ и $latex x \epsilon \mathbb{R}$ справедливы равенства:

  1. $latex o(f)+o(f)=o(f);$
  2. $latex o(f)$ тем более есть $latex O(f);$
  3. $latex o(f)+O(f)=O(f);$
  4. $latex O(f)+O(f)=O(f);$
  5. $latex \frac{o(f(x))}{g(x)}=o(\frac{f(x)}{g(x)})$ и $latex \frac{O(f(x))}{g(x)}=O(\frac{f(x)}{g(x)}),$ если $latex g\neq 0;$ 
  6. $latex o(o(f))=o(f);$
  7. $latex o(Cf)=o(f);$
  8. $latex C\cdot o(f)=o(f);$
  9. $latex o(f+o(f))=o(f);$
  10. $latex o(f)\pm o(f)=o(f);$
  11. $latex o(f^n)\cdot o(f^m)=o(f^{n+m}), n,m\epsilon\mathbb{N};$
  12. $latex (o(f))^n=o(f^n), n \epsilon\mathbb{N}$ .

Примеры:

$latex \underset {x\to 0}{o(x^2)+o(x^2)}=\underset{x\to 0}{o(x^2)}$
$latex \underset {x\to 0}{o(2x^5)}=\underset{x\to 0}{o(x^5)}$
$latex \underset {x\to 0}{o(x^2)\cdot o(x^3)}=\underset{x\to 0}{o(x^5)}$.

Символ Ландау

Тест по теме «Символ Ландау»

Источники:

  1. Лысенко З.М. Конспект лекций по курсу математического анализа. (тема «Непрерывные функции»).
  2. Википедия, статья «О большое и о малое»
  3. Кытманов А.А., Математический анализ, параграф 1.15.

Рекомендуемая к прочтению литература:

Символ Ландау: 3 комментария

  1. Вы даете ссылку на скачивание, а не ссылку на литературу. Нужно указать название и имя автора (если известно), а не только URL.

  2. Верно ли, что o(f)-o(f)=o(f) (свойство №10)? Просто в Кудрявцеве я его не нашёл, только для суммы :(

    1. Поскольку здесь не форум по анализу, то врядли кто-то ответит.
      Но для разности свойство 10 справедливо. Порассуждайте, отталкиваясь от определения.

Добавить комментарий для Алекс Отменить ответ

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *