Bài tập toán cao cấp Tập 2 Nguyễn Thủy Thanh NXB Đại học quốc gia Hà Nội 2007, 158 Tr. Từ khoá: Bài tập toán cao cấp, Giới hạn dãy số, Giới hạn hàm số, Tính liên tục của hàm số, Hàm liên tục, Phép tính vi phân hàm một biến, Đạo hàm, Vi phân, Công thức Taylor, Đạo hàm riêng, Vi phân của hàm nhiều biến, Cực trị của hàm nhiều biến. Tài liệu trong Thư viện điện tử ĐH Khoa học Tự nhiên có thể sử dụng cho mục đích học tập và nghiên cứu cá nhân. Nghiêm cấm mọi hình thức sao chép, in ấn phục vụ các mục đích khác nếu không được sự chấp thuận của nhà xuất bản và tác giả. NGUY ˆ E ˜ N THUY ’ THANH B ` AI T ˆ A . P TO ´ AN CAO C ˆ A ´ P Tˆa . p2 Ph´ep t´ınh vi phˆan c´ac h`am NH ` AXU ˆ A ´ TBA ’ NDA . IHO . CQU ˆ O ´ C GIA H ` AN ˆ O . I Mu . clu . c 7 Gi´o . iha . n v`a liˆen tu . ccu ’ a h`am sˆo ´ 3 7.1 Gi´o . iha . ncu ’ a d˜ay sˆo ´ 4 7.1.1 C´ac b`ai to´an liˆen quan t´o . id i . nh ngh˜ıa gi´o . iha . n. 5 7.1.2 Ch´u . ng minh su . . hˆo . itu . cu ’ a d˜ay sˆo ´ du . . a trˆen c´ac di . nh l´y vˆe ` gi´o . iha . n 11 7.1.3 Ch´u . ng minh su . . hˆo . itu . cu ’ a d˜ay sˆo ´ du . . atrˆend iˆe ` u kiˆe . ndu ’ dˆe ’ d˜ay hˆo . itu . (nguyˆen l´y Bolzano-Weierstrass) . . . . . . . . . . . . . . . 17 7.1.4 Ch´u . ng minh su . . hˆo . itu . cu ’ a d˜ay sˆo ´ du . . atrˆend iˆe ` u kiˆe . ncˆa ` nv`adu ’ dˆe ’ d˜ay hˆo . itu . (nguyˆen l´y hˆo . itu . Bolzano-Cauchy) . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 7.2 Gi´o . iha . n h`am mˆo . tbiˆe ´ n 27 7.2.1 C´ac kh´ai niˆe . mv`adi . nh l´y co . ba ’ nvˆe ` gi´o . iha . n 27 7.3 H`am liˆen tu . c 41 7.4 Gi´o . iha . n v`a liˆen tu . ccu ’ a h`am nhiˆe ` ubiˆe ´ n 51 8 Ph´ep t´ınh vi phˆan h`am mˆo . tbiˆe ´ n60 8.1 D - a . oh`am 61 8.1.1 D - a . o h`am cˆa ´ p1 61 8.1.2 D - a . o h`am cˆa ´ pcao 62 8.2 Viphˆan 75 8.2.1 Vi phˆan cˆa ´ p1 75 2MU . CLU . C 8.2.2 Vi phˆan cˆa ´ pcao 77 8.3 C´ac di . nh l´y co . ba ’ nvˆe ` h`am kha ’ vi. Quy t˘a ´ c l’Hospital. Cˆong th´u . cTaylor 84 8.3.1 C´ac di . nh l´y co . ba ’ nvˆe ` h`am kha ’ vi 84 8.3.2 Khu . ’ c´ac da . ng vˆo di . nh. Quy t˘a ´ c Lˆopitan (L’Hospitale) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88 8.3.3 Cˆong th´u . cTaylor 96 9Ph´ep t´ınh vi phˆan h`am nhiˆe ` ubiˆe ´ n 109 9.1 D - a . oh`amriˆeng 110 9.1.1 D - a . o h`am riˆeng cˆa ´ p1 110 9.1.2 D - a . o h`am cu ’ a h`am ho . . p 111 9.1.3 H`am kha ’ vi 111 9.1.4 D - a . o h`am theo hu . ´o . ng 112 9.1.5 D - a . o h`am riˆeng cˆa ´ pcao 113 9.2 Vi phˆan cu ’ a h`am nhiˆe ` ubiˆe ´ n 125 9.2.1 Vi phˆan cˆa ´ p1 126 9.2.2 ´ Ap du . ng vi phˆan d ˆe ’ t´ınh gˆa ` nd´ung . . . . . . . 126 9.2.3 C´ac t´ınh chˆa ´ tcu ’ a vi phˆan . . . . . . . . . . . . 127 9.2.4 Vi phˆan cˆa ´ pcao 127 9.2.5 Cˆong th´u . cTaylor 129 9.2.6 Vi phˆan cu ’ a h`am ˆa ’ n 130 9.3 Cu . . c tri . cu ’ a h`am nhiˆe ` ubiˆe ´ n 145 9.3.1 Cu . . c tri . 145 9.3.2 Cu . . c tri . c´o d iˆe ` ukiˆe . n 146 9.3.3 Gi´a tri . l´o . n nhˆa ´ tv`ab´e nhˆa ´ tcu ’ a h`am . . . . . . 147 Chu . o . ng 7 Gi´o . iha . nv`aliˆen tu . ccu ’ a h`am sˆo ´ 7.1 Gi´o . iha . ncu ’ a d˜ay sˆo ´ 4 7.1.1 C´ac b`ai to´an liˆen quan t´o . idi . nh ngh˜ıa gi´o . i ha . n 5 7.1.2 Ch´u . ng minh su . . hˆo . itu . cu ’ a d˜ay sˆo ´ du . . a trˆen c´ac d i . nh l´y vˆe ` gi´o . iha . n 11 7.1.3 Ch´u . ng minh su . . hˆo . itu . cu ’ a d˜ay sˆo ´ du . . a trˆen d iˆe ` ukiˆe . ndu ’ dˆe ’ d˜ay hˆo . itu . (nguyˆen l´y Bolzano-Weierstrass) . . . . . . . . 17 7.1.4 Ch´u . ng minh su . . hˆo . itu . cu ’ a d˜ay sˆo ´ du . . a trˆen d iˆe ` ukiˆe . ncˆa ` nv`adu ’ dˆe ’ d˜ay hˆo . itu . (nguyˆen l ´y h ˆo . itu . Bolzano-Cauchy) . . . . . . . . . . 25 7.2 Gi´o . iha . n h`am mˆo . tbiˆe ´ n 27 7.2.1 C´ac kh´ai niˆe . mv`ad i . nh l´y co . ba ’ nvˆe ` gi´o . iha . n27 7.3 H`am liˆen tu . c 41 7.4 Gi´o . iha . n v`a liˆen tu . ccu ’ a h`am nhiˆe ` ubiˆe ´ n. 51 4Chu . o . ng 7. Gi´o . iha . n v`a liˆen tu . ccu ’ a h`am sˆo ´ 7.1 Gi´o . iha . ncu ’ ad˜ay sˆo ´ H`am sˆo ´ x´ac di . nh trˆen tˆa . pho . . p N du . o . . cgo . i l`a d˜ay sˆo ´ vˆo ha . n. D˜ay sˆo ´ thu . `o . ng du . o . . cviˆe ´ tdu . ´o . ida . ng: a 1 ,a 2 , ,a n , (7.1) ho˘a . c {a n }, trong d´o a n = f(n), n ∈ N du . o . . cgo . il`asˆo ´ ha . ng tˆo ’ ng qu´at cu ’ a d˜ay, n l`a sˆo ´ hiˆe . ucu ’ asˆo ´ ha . ng trong d˜ay. Ta cˆa ` nlu . u ´y c´ac kh´ai niˆe . m sau dˆay: i) D˜ay (7.1) du . o . . cgo . il`abi . ch˘a . nnˆe ´ u ∃M ∈ R + : ∀n ∈ N ⇒|a n |  M; v`a go . i l`a khˆong bi . ch˘a . nnˆe ´ u: ∀M ∈ R + : ∃n ∈ N ⇒|a n | >M. ii) Sˆo ´ a d u . o . . cgo . i l`a gi´o . iha . ncu ’ a d˜ay (7.1) nˆe ´ u: ∀ε>0, ∃N(ε):∀n  N ⇒|a n − a| <ε. (7.2) iii) Sˆo ´ a khˆong pha ’ i l`a gi´o . iha . ncu ’ a d˜ay (7.1) nˆe ´ u: ∃ε>0, ∀N : ∃n  N ⇒|a n − a|  ε. (7.3) iv) D˜ay c´o gi´o . iha . nd u . o . . cgo . i l`a d˜ay hˆo . itu . , trong tru . `o . ng ho . . p ngu . o . . c la . i d˜ay (7.1) go . i l`a d˜ay phˆan k`y. v) D˜ay (7.1) go . i l`a d˜ay vˆo c`ung b´e nˆe ´ u lim n→∞ a n =0v`ago . i l`a d˜ay vˆo c`ung l´o . nnˆe ´ u ∀A>0, ∃N sao cho ∀n>N⇒|a n | >Av`a viˆe ´ t lim a n = ∞. vi) Diˆe ` ukiˆe . ncˆa ` ndˆe ’ d˜ay hˆo . itu . l`a d˜ay d´o pha ’ ibi . ch˘a . n. Ch´u´y:i) Hˆe . th ´u . c (7.2) tu . o . ng du . o . ng v´o . i: −ε<a n − a<ε⇔ a −ε<a n <a+ ε. (7.4) 7.1. Gi´o . iha . ncu ’ a d˜ay sˆo ´ 5 Hˆe . th ´u . c (7.4) ch´u . ng to ’ r˘a ` ng mo . isˆo ´ ha . ng v´o . ichı ’ sˆo ´ n>Ncu ’ a d˜ay hˆo . itu . d ˆe ` un˘a ` m trong khoa ’ ng (a − ε, a + ε), khoa ’ ng n`ay go . il`aε-lˆan cˆa . ncu ’ adiˆe ’ m a. Nhu . vˆa . y, nˆe ´ u d˜ay (7.1) hˆo . itu . dˆe ´ nsˆo ´ a th`ı mo . isˆo ´ ha . ng cu ’ a n´o tr`u . ra mˆo . tsˆo ´ h˜u . uha . nsˆo ´ ha . ng dˆe ` un˘a ` m trong ε-lˆan cˆa . nbˆa ´ tk`yb´ebao nhiˆeu t`uy ´y cu ’ ad iˆe ’ m a. ii) Ta lu . u´yr˘a ` ng d˜ay sˆo ´ vˆo c`ung l´o . n khˆong hˆo . itu . v`a k´y hiˆe . u lim a n = ∞ (−∞)chı ’ c´o ngh˜ıa l`a d˜ay a n l`a vˆo c`ung l´o . nv`ak´yhiˆe . ud ´o ho`an to`an khˆong c´o ngh˜ıa l`a d˜ay c´o gi´o . iha . n. 7.1.1 C´ac b`ai to´an liˆen quan t´o . id i . nh ngh˜ıa gi´o . i ha . n Dˆe ’ ch´u . ng minh lim a n = a b˘a ` ng c´ach su . ’ du . ng d i . nh ngh˜ıa, ta cˆa ` ntiˆe ´ n h`anh theo c´ac bu . ´o . csaud ˆay: i) Lˆa . pbiˆe ’ uth´u . c |a n − a| ii) Cho . n d˜ay b n (nˆe ´ udiˆe ` ud´o c ´o l o . . i) sao cho |a n − a|  b n ∀n v`a v´o . i ε du ’ b´e bˆa ´ tk`ybˆa ´ tphu . o . ng tr`ınh dˆo ´ iv´o . i n: b n <ε (7.5) c´o thˆe ’ gia ’ imˆo . t c´ach dˆe ˜ d`ang. Gia ’ su . ’ (7.5) c´o nghiˆe . ml`an>f(ε), f(ε) > 0. Khi d´o ta c´o thˆe ’ lˆa ´ y n l`a [f(ε)], trong d´o[f(ε)] l`a phˆa ` n nguyˆen cu ’ a f(ε). C ´ AC V ´ IDU . V´ı du . 1. Gia ’ su . ’ a n = n (−1) n .Ch´u . ng minh r˘a ` ng: i) D˜ay a n khˆong bi . ch˘a . n. ii) D˜ay a n khˆong pha ’ il`avˆoc`ung l´o . n. Gia ’ i. i) Ta ch´u . ng minh r˘a ` ng a n tho ’ a m˜an di . nh ngh˜ıa d˜ay khˆong bi . ch˘a . n. Thˆa . tvˆa . y, ∀M>0sˆo ´ ha . ng v´o . isˆo ´ hiˆe . u n = 2([M]+1)b˘a ` ng n v`a l´o . nho . n M.Diˆe ` ud´o c´o ngh˜ıa l`a d˜ay a n khˆong bi . ch˘a . n. . Bài tập toán cao cấp Tập 2 Nguyễn Thủy Thanh NXB Đại học quốc gia Hà Nội 20 07, 158 Tr. Từ khoá: Bài tập toán cao cấp, Giới hạn dãy số, Giới hạn hàm số, Tính liên tục của hàm. hàm số, Hàm liên tục, Phép tính vi phân hàm một biến, Đạo hàm, Vi phân, Công thức Taylor, Đạo hàm riêng, Vi phân của hàm nhiều biến, Cực trị của hàm nhiều biến. Tài liệu trong Thư vi n điện. t´ınh vi phˆan h`am mˆo . tbiˆe ´ n60 8.1 D - a . oh`am 61 8.1.1 D - a . o h`am cˆa ´ p1 61 8.1 .2 D - a . o h`am cˆa ´ pcao 62 8 .2 Viphˆan 75 8 .2. 1 Vi phˆan cˆa ´ p1 75 2MU . CLU . C 8 .2. 2 Vi