TrickmanOff

HW10

Dec 8th, 2020
1,519
0
Never
Not a member of Pastebin yet? Sign Up, it unlocks many cool features!
Latex 9.06 KB | None | 0 0
  1. \documentclass[12pt]{article}
  2.  
  3. \usepackage[left=2cm,right=2cm,
  4. top=2cm,bottom=2cm,bindingoffset=0cm]{geometry}
  5.  
  6. \usepackage[utf8]{inputenc}
  7. \usepackage[russian]{babel}
  8.  
  9. \usepackage{chngcntr}
  10. \usepackage{amsmath}
  11. \usepackage{mathtools}
  12. \usepackage{amssymb}
  13.  
  14. \usepackage{graphicx}
  15. \graphicspath{ {./images/} }
  16.  
  17. \usepackage{ dsfont }
  18.  
  19. \usepackage{wrapfig}
  20. \usepackage{framed}
  21.  
  22. \usepackage{mdframed}
  23.  
  24. %for inserting pdf
  25. \usepackage{pdfpages}
  26.  
  27. %\usepackage{MnSymbol,wasysym}
  28.  
  29. \usepackage{mathtools}
  30. \DeclarePairedDelimiter\ceil{\lceil}{\rceil}
  31. \DeclarePairedDelimiter\floor{\lfloor}{\rfloor}
  32.  
  33. \newcommand{\eps}{\varepsilon}
  34. \newcommand{\lrarrow}{\Leftrightarrow}
  35. \newcommand{\rarrow}{\Rightarrow}
  36.  
  37. \newcommand{\ans}{\textbf{Ответ: }}
  38. \newcommand{\proofend}{%
  39.     \begin{flushright}%
  40.         $\blacksquare$%
  41.     \end{flushright}%
  42. }
  43.  
  44. \newcounter{solution}
  45.  
  46. \newcommand{\solution}[1]{%
  47. \stepcounter{solution}%
  48. \paragraph{#1)}%
  49. }
  50.  
  51. \linespread{1.4}
  52.  
  53. \counterwithin*{equation}{solution}
  54.  
  55. \newcommand{\osm}{%
  56. \bar{o}
  57. }
  58.  
  59. \newcommand{\obg}{%
  60. \underline{O}
  61. }
  62.  
  63. \usepackage{wasysym}
  64.  
  65. \begin{document}
  66.     \begin{tabular}{p{0.5\textwidth} p{0.5\textwidth}}
  67.         \begin{flushleft}\bf{ПМИ-203-2 Егоров Егор}\end{flushleft} & \begin{flushright}27/11/2020\end{flushright}
  68.     \end{tabular}
  69.  
  70.  
  71.     \solution{9g}
  72.     {
  73.     \[
  74.     \lim_{x \to 0} \dfrac{ \cos(a+2x) - 2\cos(a+x) + \cos(a) }  {x^2}
  75.     \]
  76.    
  77.     \begin{flalign*}
  78.         &\lim_{x \to 0} \dfrac{ \cos(a+2x) - 2\cos(a+x) + \cos(a) }  {x^2} =&\\=
  79.         %
  80.         &\lim_{x \to 0} \dfrac{ \cos a \cdot \cos 2x - \sin a \cdot \sin 2x - 2\cos a \cdot \cos x + 2\sin a \cdot \sin x + \cos a }  {x^2} =&\\=
  81.         %
  82.         &\lim_{x \to 0} \dfrac{ \cos a (\cos 2x - 2\cos x + 1) + 2 \sin a \cdot \sin x - 2\sin a \cdot \sin x \cdot \cos x }  {x^2} =&\\=
  83.         %
  84.         &\lim_{x \to 0} \dfrac{ \cos a (\cos^2 x - \sin^2 x - 2\cos x + 1) + 2 \sin a \cdot \sin x (1 - \cos x) }  {x^2} =&\\=
  85.         %
  86.         &\lim_{x \to 0} \dfrac{ \cos a (2\cos^2 x - 2\cos x) + 2 \sin a \cdot \sin x (1 - \cos x) }  {x^2} =&\\=
  87.         %
  88.         &\lim_{x \to 0} \dfrac{ 2 \cos a \cdot \cos x(\cos x - 1) + 2 \sin a \cdot \sin x (1 - \cos x) }  {x^2} =&\\=
  89.         %
  90.         &\lim_{x \to 0} \left (\dfrac {2 \cos a \cdot \cos x(\cos x - 1)}{x^2} +
  91.         \dfrac{2 \sin a \cdot \sin x (1 - \cos x)}{x^2}
  92.         \right) =&\\=
  93.         %
  94.         &\lim_{x \to 0}  \left(
  95.         2 \cos a \cdot \cos x \cdot \left( -\dfrac{1}{2} \right) +
  96.         2 \sin a \cdot \sin x \cdot \left(\dfrac{1}{2} \right)
  97.         \right) =
  98.         %
  99.         \lim_{x \to 0} \left(
  100.         2 \cos a \cdot \cos x \cdot \left( -\dfrac{1}{2} \right)
  101.         \right) =&\\=
  102.         %
  103.         &- \cos a \cdot 1 = -\cos a
  104.     \end{flalign*}
  105.  
  106.     \ans $-\cos a$
  107.     }
  108.  
  109.     \newpage
  110.  
  111.     \solution{10c}
  112.     {
  113.     \[
  114.     \lim_{x \to a} \dfrac{a^x - x^a}{x-a}, a > 0
  115.     \]
  116.    
  117.     \begin{gather*}
  118.         \lim_{x \to a} \dfrac{a^x - x^a}{x-a} =
  119.         %
  120.         \left \{
  121.         \begin{gathered}
  122.             y = x-a\\
  123.             y \to 0
  124.         \end{gathered}
  125.         \right \} =
  126.         %
  127.         \lim_{y \to 0} \dfrac{a^{y+a} - (y+a)^a}{y} =
  128.         %
  129.         \lim_{y \to 0} \dfrac{a^a \left(a^y - \left(\dfrac{y+a}{a} \right)^a\right)} {x-a} =\\=
  130.         %
  131.         \lim_{y \to 0} \dfrac{a^a \left(a^y - \left(1 + \dfrac{y}{a} \right)^a\right)} {y} =
  132.         %
  133.         a^a \cdot \lim_{y \to 0}  \left(
  134.             \dfrac{a^y-1}{y} -
  135.             \dfrac{ \left(1 + \dfrac{y}{a} \right)^a - 1}{y}
  136.         \right) =\\=
  137.         %
  138.         a^a \cdot \lim_{y \to 0}  \left(
  139.         \dfrac{e^{y \ln a}-1}{y} -
  140.         \dfrac{1}{a} \cdot \dfrac{ \left(1 + \dfrac{y}{a} \right)^a - 1}{\dfrac{y}{a}}
  141.         \right) =
  142.         %
  143.         a^a \left( \lim_{y \to 0}  \left(
  144.         \ln a \cdot \dfrac{e^{y \ln a}-1}{\ln a \cdot y}
  145.         \right) -
  146.         \dfrac{1}{a} \cdot a
  147.         \right) =\\=
  148.         %
  149.         a^a \left(\ln a -
  150.         \dfrac{1}{a} \cdot a
  151.         \right) =
  152.         %
  153.         a^a(\ln a - 1)
  154.     \end{gather*}
  155.  
  156.     \ans $a^a(\ln a - 1)$
  157.     }
  158.  
  159.     \solution{10d}
  160.     {
  161.     \[
  162.     \lim_{x \to a} \dfrac{\ln x - \ln a}{x - a}
  163.     \]
  164.    
  165.     \begin{gather*}
  166.         \lim_{x \to a} \dfrac{\ln x - \ln a}{x - a} =
  167.         %
  168.         \left \{ \begin{gathered}
  169.             y= x - a\\
  170.             y \to 0
  171.         \end{gathered}
  172.         \right\} =
  173.         %
  174.         \lim_{y \to 0} \dfrac{ \ln (y+a) - \ln a}{y} =
  175.         %
  176.         \lim_{y \to 0} \dfrac{ \ln \left(\dfrac{y + a}{a} \right) }{y} =
  177.         %
  178.         \lim_{y \to 0} \dfrac{ \ln \left(\dfrac{y}{a} + 1\right) }{y} =\\=
  179.         %
  180.         \lim_{y \to 0} \left( \dfrac{1}{a} \cdot \dfrac{ \ln \left(\dfrac{y}{a} + 1\right) }{\dfrac{y}{a}} \right) =
  181.         %
  182.         \dfrac{1}{a} \cdot 1 = \dfrac{1}{a}    
  183.     \end{gather*}
  184.    
  185.    
  186.     \ans $\dfrac{1}{a}$
  187.     }
  188.  
  189.     \newpage
  190.  
  191.     \solution{10e}
  192.     {
  193.     \[
  194.     \lim_{x \to 0} \dfrac{ \ln (x^2 + e^x) } { \ln (x^4 + e^{2x})}
  195.     \]
  196.    
  197.     \begin{flalign*}
  198.         &\lim_{x \to 0} \dfrac{ \ln (x^2 + e^x) } { \ln (x^4 + e^{2x})} =
  199.         %
  200.         \lim_{x \to 0} \left(
  201.         \dfrac{ \ln \left(e^x\left( \dfrac{x^2}{e^x} + 1\right) \right) }
  202.         { \ln \left(  e^{2x} \left(  \dfrac{x^4}{e^{2x}} + 1 \right) \right) }
  203.         \right) =
  204.         %
  205.         \lim_{x \to 0} \left(
  206.         \dfrac{x + \ln \left( \dfrac{x^2}{e^x} + 1 \right)}
  207.         {2x + \ln \left( \dfrac{x^4}{e^{2x}} + 1 \right)}
  208.         \right) =\\=
  209.         %
  210.         &\lim_{x \to 0} \left(
  211.         \dfrac{x}{2x + \ln \left( \dfrac{x^4}{e^{2x}} + 1 \right)}
  212.         +
  213.         \dfrac{ \dfrac{x^2}{e^x} \left( \ln \left( \dfrac{x^2}{e^x} + 1 \right) \right) }
  214.         {\dfrac{x^2}{e^x} \left( 2x + \ln \left( \dfrac{x^4}{e^{2x}} + 1 \right) \right)}
  215.         \right) =\\=
  216.         %
  217.         &\lim_{x \to 0} \left(
  218.         \dfrac{x}{2x + \ln \left( \dfrac{x^4}{e^{2x}} + 1 \right)}
  219.         +
  220.         \dfrac{ \dfrac{x^2}{e^x} }
  221.         {2x + \ln \left( \dfrac{x^4}{e^{2x}} + 1 \right) }
  222.         \right) =
  223.         %
  224.         \lim_{x \to 0} \left(
  225.         \dfrac{x + \dfrac{x^2}{e^x}}{2x + \ln \left( \dfrac{x^4}{e^{2x}} + 1 \right)}
  226.         \right) =\\=
  227.         %
  228.         &\lim_{x \to 0} \left(
  229.         \dfrac{
  230.             \dfrac{x +  x^2 / e^x}{x^4 / e^{2x}}
  231.         }
  232.         {
  233.             \dfrac{2x + \ln \left( x^4 / e^{2x} + 1 \right)}
  234.             {x^4 / e^{2x}}
  235.         }
  236.         \right) =
  237.         %
  238.         \lim_{x \to 0} \left(
  239.         \dfrac{e^{2x} \left( x + \dfrac{x^2}{e^x} \right)}
  240.         {x^4 \cdot \left( \dfrac{2x}{x^4 / e^{2x}} + 1 \right)}
  241.         \right) =
  242.         %
  243.         \lim_{x \to 0} \left(
  244.         \dfrac{e^{2x} x + e^x x^2}
  245.         {x^4 \cdot \left( \dfrac{2x \cdot e^{2x}}{x^4} + 1 \right)}
  246.         \right) =\\=
  247.         %
  248.         &\lim_{x \to 0} \left(
  249.         \dfrac{e^{2x} x + e^x x^2}
  250.         {2x \cdot e^{2x} + x^4}
  251.         \right) =
  252.         %
  253.         \lim_{x \to 0} \left(
  254.         \dfrac{e^{2x} + e^x x}
  255.         {2 \cdot e^{2x} + x^3}
  256.         \right) =
  257.         %
  258.         \dfrac{e^0 + e^0 \cdot 0} {2 \cdot e^0 + 0} =
  259.         %
  260.         \dfrac{1}{2}
  261.     \end{flalign*}
  262.  
  263.     \ans $\dfrac{1}{2}$
  264.     }
  265.  
  266.     \solution{1d}
  267.     {
  268.     \[
  269.     \obg(f) + \osm(f) = \obg(f)
  270.     \]
  271.     \begin{gather*}
  272.         \lim_{x \to a} \dfrac{\osm(f(x))}{f(x)} = 0 \rarrow
  273.         \exists \delta_1 > 0: \forall x \in B'_{\delta_1}(a) \cap D:
  274.         \left| \dfrac{\osm(f(x))}{f(x)} \right| < 1 \rarrow
  275.         |\osm(f(x))| < |f(x)| \\
  276.         %
  277.         \exists \delta_2 > 0, C_2: \forall x \in B'_{\delta_2} \cap D:
  278.         \left| \obg(f(x)) \right| \leq C_2 \cdot |f(x)|\\
  279.         %
  280.         \delta = \min \{ \delta_1, \delta_2 \}\\
  281.         %
  282.         \forall x \in B'_{\delta}(a) \cap D:
  283.         | \obg(f(x)) + \osm(f(x)) | \leq
  284.         | \obg(f(x)) | + | \osm(f(x))| \leq
  285.         C_2 \cdot |f(x)| + |f(x)| = (C_2 + 1) |f(x)| \rarrow\\ \rarrow
  286.         %
  287.         \obg(f) + \osm(f) = \obg(f)
  288.     \end{gather*}
  289.     }
  290.  
  291.     \newpage
  292.     \solution{1e}
  293.     {
  294.     \[
  295.     \osm(f) = \obg(f)
  296.     \]
  297.     \begin{gather*}
  298.         \lim_{x \to a} \dfrac{\osm(f(x))}{f(x)} = 0 \rarrow
  299.         %
  300.         \exists \delta > 0: \forall x \in B'_{\delta}(a) \cap D:
  301.         \left| \dfrac{\osm(f(x))}{f(x)}  \right| < 1 \rarrow
  302.         |\osm(f(x))| < |f(x)| = 1 \cdot |f(x)| \rarrow\\ \rarrow
  303.         %
  304.         \osm(f) = \obg(f)
  305.     \end{gather*}
  306.     }
  307.  
  308.     \solution{2e}
  309.     {
  310.     \[
  311.     (x + x^2 + \osm(x^2))^2 = x^2 + \osm(x^3), \; x \to 0
  312.     \]
  313.     \begin{gather*}
  314.         (x + x^2 + \osm(x^2))^2 = x^2 + \osm(x^3) \lrarrow\\ \lrarrow
  315.         %
  316.         x^2 + 2x(x^2 + \osm(x^2)) + (x^2 + \osm(x^2))^2 = x^2 + \osm(x^3) \lrarrow\\ \lrarrow
  317.         %
  318.         2x(x^2 + \osm(x^2)) + (x^2 + \osm(x^2))^2 = \osm(x^3)
  319.     \end{gather*}
  320.     \begin{gather*}
  321.         \lim_{x \to 0} \left( \dfrac{2x(x^2 + \osm(x^2)) + (x^2 + \osm(x^2))^2} {x^3} \right) =
  322.         %
  323.         \lim_{x \to 0} \left( \dfrac{2(x^2 + \osm(x^2))}{x^2} +
  324.         \dfrac{x^4 + 2x^2\osm(x^2) + (\osm(x^2))^2}{x^3} \right) =\\=
  325.         %
  326.         2 + \lim_{x \to 0} \dfrac{x^4 + 2x^4\osm(1) + x^4\osm(1)}{x^3} =
  327.         %
  328.         2 + \lim_{x \to 0} \left( x + \osm(x) \right) = 2
  329.     \end{gather*}
  330.    
  331.     Значит, утверждение не справедливо.
  332.    
  333.     \ans Утверждение не справедливо
  334.     }
  335.  
  336.     \solution{3b}
  337.     {
  338.     \[
  339.     \lim_{x \to 0} \dfrac{(1+x)^x - 1} {1 - \cos x}
  340.     \]
  341.     \begin{gather*}
  342.         \lim_{x \to 0} \dfrac{(1+x)^x - 1} {1 - \cos x} =
  343.         %
  344.         \lim_{x \to 0} \dfrac{e^{x \ln(1+x)} - 1} {\frac{1}{2}x^2 - \osm(x^2)} =
  345.         %
  346.         \lim_{x \to 0} \left(
  347.         \dfrac{x\ln(1+x)}{x\ln(1+x)} \cdot
  348.         \dfrac{e^{x \ln(1+x)} - 1} {\frac{1}{2}x^2 - \osm(x^2)}
  349.         \right) =
  350.         %
  351.         \lim_{x \to 0} \dfrac{x\ln(1+x)} { \frac{1}{2} x^2 - \osm(x^2) } =\\=
  352.         %
  353.         \lim_{x \to 0} \dfrac{x(x + \osm(x))}{\frac{1}{2} x^2 - \osm(x^2) } =
  354.         %
  355.         \lim_{x \to 0} \dfrac{x^2 + x^2\osm(1)}{\frac{1}{2} x^2 - x^2\osm(1) } =
  356.         %
  357.         \lim_{x \to 0} \dfrac{1 + \osm(1)}{\frac{1}{2} - \osm(1) } =
  358.         %
  359.         \dfrac{1}{\frac{1}{2}} = 2
  360.     \end{gather*}
  361.  
  362.     \ans 2
  363.     }
  364.  
  365.  
  366.     \vspace{10mm}
  367.     \CheckedBox Увеличил шрифт с 10 до 12 pt
  368.    
  369.     \CheckedBox Где-то сделал выравнивание по левому краю - подумаю, как мне нравится больше \smiley
  370.  
  371. \end{document}
Advertisement
Add Comment
Please, Sign In to add comment