3 – mavzu. Funksiyaning asimptotalari. V ertikal asimptotalar

3 – mavzu. Funksiyaning asimptotalari.


V ertikal asimptotalar. Faraz qilaylik a nuqtadagi bir tomonli limitlarning kamida biri cheksizga teng bo`lsin. U holda y=f(x) egri chiziqdagi M(x,y) nuqta x ® a da koordinatalar boshidan cheksiz uzoqlashadi, shu nuqtadan x=a to`g`ri chiziqqacha bo`lgan masofa MN=|x-a| nolga intiladi. Demak, ta`rifga ko`ra x=a to`g`ri chiziq y=f(x) egri chiziqning (funksiya grafigining) vyertikal asimptotasi bo`ladi.
Ravshanki, haqiqiy sonlar to`plamida uzluksiz bo`lgan funksiyalar uchun vyertikal asimptota mavjud emas. Vyertikal asimptota faqat ikkinchi tur uzilish nuqtalarida bo`lishi mumkin.

Misol. Ushbu funksiyaning f(x)= vyertikal asimptotalarini toping.

Y echish. Funksiyaning aniqlanish sohasi, ravshanki x²-4=0 tenglama ildizlaridan boshqa barcha haqiqiy sonlar to`plamidan iborat. Bu nuqtalarda funksiya ikkinchi tur uzilishga ega. Haqiqatan ham
=-¥; =+¥; =-¥; =+¥, demak x=-2 va
x=2 to`g`ri chiziqlar vyertikal asimptota bo`ladi. (39-rasm)
Og`ma asimptota. Og`ma asimptota tenglamasini y=kx+b ko`rinishda izlaymiz. Bir xil abssissali egri chiziq ordinatasi va
asimptota ordinatasi orasidagi masofa x®+¥ yoki x®-¥ da nolga intilishini ko`rsatamiz. 39-rasm

F araz qilaylik, M va N abssissasi x ga teng bo`lgan egri chiziqdagi va asimptotadagi nuqtalar, (40-rasm) MP esa M nuqtadan asimptotagacha bo`lgan masofa, a (a¹p/2) asimptotaning Ox o`qining musbat yo`nalishi bilan hosil qilgan burchagi bo`lsin. U holda DMNP uchburchakdan MP=MNcosa, bundan esa

MN=MP/cosa
tenglikkaegabo`lamiz. Bu
tenglikdan, agar MP nolga intilsa, u holda MN ham nolga intilishi, va aksincha, agar MN nolga intilsa, u holda MP nolga intilishi kelib chiqadi.
Shunday qilib, agar x®+¥ yoki x® -¥ da
40-rasm

f(x)-kx-b ayirma nolga intilsa, u holda y=kx+b to`g`ri chiziq y=f(x) funksiya grafigining asimptotasi bo`lar ekan.

Bundan (f(x)-kx-b)=0 shart y=kx+b to`g`ri chiziqning y=f(x) funksiya grafigining og`ma asimptotasi bo`lishi uchun zaruriy va yetarli shart ekanligi kelib chiqadi.
Xususan, y=b gorizontal asimptota bo`lishi uchun (f(x)-b)=0, ya`ni f(x)=b shartning bajarilishi zarur va yetarli.
Amalda og`ma asimptotalarni topish uchun quyidagi teoremadan foydalaniladi.
Teorema. y=f(x) funksiya grafigi y=kx+b og`ma asimptotaga ega bo`lishi uchun
va b=
chekli limitlarning mavjud bo`lishi zarur va yetarli.
Isboti. Zaruriyligi. y=kx+b to`g`ri chiziq y=f(x) funksiya grafigining x®¥ dagi asimptotasi bo`lsin, ya`ni (f(x)-kx-b)=0. U holda f(x)-kx-b=a(x) tenglik o`rinli, bu yerda a(x) x®¥ da cheksiz kichik funksiya. So`ngi tenglikni kuyidagicha yozib olish mumkin: f(x)=kx+b+a(x). Demak,
= =k, = (b+a(x))=b
tengliklar o`rinli bo`ladi.
Yetarliligi. Aytaylik va b=
chekli limitlar mavjud bo`lsin. So`ngi (f(x)-kx)=b tenglikni quyidagicha yozib olish mumkin: f(x)-kx=b+b(x), bu yerda b(x) x®¥ da cheksiz kichik funksiya. Demak, f(x)-kx-b=b(x), ya`ni (f(x)-kx-b)=0. Bu esa y=kx+b to`g`ri chiziq y=f(x) funksiya grafigining x®¥ dagi asimptotasi ekanligini bildiradi.
Misol. Ushbu funksiyaning asimptotalarini toping.
Yechish. Avval bu funksiyainng aniqlanish sohasini topamiz. Buning uchun tengsizlikni yechib, ni hosil qilamiz.
Endi chegaraviy nuqtalardagi funksiya holatini aniqlaymiz.
x®0+ dagi limitni hisoblashda Lopital qoidasidan foydalanamiz:.
Bulardan ko`rinadiki, berilgan egri chiziqning vyertikal asimptotasi mavjud.
Endi og`ma asimptotalar mavjudligini tekshiramiz.
=

=
Demak, grafikning og`ma asimptotasi mavjud.
Misol. Asimptotalarni toping. a) y=2x+ b) y=xe<sup>1/x</sup>
Yechish. a) x=3 da f(x)=2x+
41-rasm
funksiya ikkinchi tur uzilishga ega va (2x+ )=±¥ bo`lganligi sababli, x=3 vyertikal asimptota bo`ladi.
Og`ma asimptotalarni izlaymiz:
k = = (2+ )=2; b= (y-kx)= (2x+ -2x)=2. Demak, y=2x+2 og`ma asimptota bo`ladi. (41–rasm)

b) y=xe^1/x funksiyaning aniqlanish sohasi (-¥;0)È(0;+¥) to`plamdan iborat. x=0 nuqtada funksiyaning chap va o`ng limitlarini hisoblaymiz.

xe^1/x=0; xe^1/x= (1/x=t belgilash kiritamiz, u holda x®+0 da t®+¥ bo`ladi)= +¥.) Demak, x=0 to`g`ri chiziq vyertikal asimptota bo`ladi.
42-rasm
Endi og`ma asimptotalarni izlaymiz: k= = e<sup>1/x</sup>=e<sup>0</sup>=1,
b= (y-kx)= (xe<sup>1/x</sup>-x)= = = |1/x=z, x®±¥, z®0|=
= , shunday qilib y=x+1 og`ma asimptota ekan. (42-rasm)