Если limx→af(x)=0, то функция f(x) называется бесконечно малой при x→a.
Свойства
- Сумма (разность) конечного числа бесконечно малых функций при x→a есть бесконечно малая функция при x→a
- Произведение бесконечно малой функции f(x) на ограниченную g(x) в некоторой проколотой окрестности точки a есть бесконечно малая функция при x→a
- Произведение конечного числа бесконечно малых функций при x→a есть бесконечно малая функция при x→a
Доказательство
Пусть f1(x),f2(x),..,fn(x) бесконечно малые функции при x→a. Тогда существуют числа δ1,δ2,..,δn и число ε>0 такие что
|x−a|<δ1,|x−a|<δ2,..,|x−a|<δn (1)
что влечет за собой условия
|f1(x)|<εn,|f2(x)|<εn,..,|fn(x)|<εn (2).
Если δ=min{δ1;δ2;..;δn}, то условие |x−a|<δ усиливает группу условий (1) что влечет за собой группу условий (2). Следовательно
|f1(x)+f2(x)+..+fn(x)|⩽|f1(x)|+|f2(x)|+..+|fn(x)||f1(x)|+|f2(x)|+..+|fn(x)|<∑n1εn=ε|f1(x)+f2(x)+..+fn(x)|<ε
Доказательство
Так как функция g(x) ограничена, то для x удовлетворяющих условию
|x−a|<δ1 (1)
существует число
C:|g(x)|<C (2)
Так как функция f(x) бесконечно малая, то существует некоторая окрестность δ2 и число
ε>0 для которых выполняются условия
|x−a|<δ2 (3)
и
|f(x)|<εC (4)
Выберем δ=min{δ1;δ2}. Тогда условие |x−a|<δ более сильное чем (1) и (3) и поэтому оно влечет за собой условия (2) и (4).
Следовательно |f(x)g(x)|=|f(x)||g(x)|<εCC=ε
Доказательство
Так как любая бесконечно малая функция f(x) при x→a будет ограничена в некоторой δ окрестности точки a, то доказательство сводится к доказательству свойства 2.
Литература
- Тер-Киркоров А.М., Шабунин М.И., Курс математического анализа, физмат-лит, 2001. стр. 83