2.4. Порівняння н. м. функцій
Нехай функції - н.
м. при
, тобто
і
. Складемо відношення
.
1. Якщо ,
то
називається н. м. вищого порядку (high order infinitesimal) (н. м. вищого порядку малості), ніж
при
. Це
записують так:
(„o” маленьке від
).
2. Якщо ,
то
і
називаються
н. м. одного порядку (equal order infinitesimals) при
. Це
записують так:
(„O” велике від
).
3. Якщо , то
і
називаються
еквівалентними н. м. (equivalent infinitesimal) при
. Це
записують так:
.
Таблиця еквівалентних н. м. функцій ().
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Теорема 2.9. Н. м. функції і
будуть еквівалентними (
) при
тоді
і тільки тоді, коли їх різниця
є
н. м. вищого порядку, ніж н. м. і
при
.
Доведення. Необхідність. Нехай н. м. (або
) при
. Доведемо, що їх різниця
є н. м. вищого порядку, ніж н. м.
і
при
. Для цього розглянемо границю:
.
А отже є н. м. вищого порядку, ніж н.
м.
при
.
Достатність. Доведемо, що якщо різниця є н.
м. вищого порядку, ніж н. м.
при
, то
.
Дійсно
,
тому при
. Цілком аналогічно доводиться, що якщо
різниця
є н. м. вищого порядку, ніж н. м.
при
, то
.
Теорема 2.10. Якщо н. м. ,
при
, то
справедлива рівність
.
Доведення. Дійсно
.
Зауваження. Теорема 2.10 дає можливість замінювати під знаком границі н. м. множники та дільники на еквівалентні (н. м. доданки замінювати на еквівалентні в загальному випадку не можна).
При порівнянні нескінченно
великих (н. в.) функцій мають місце аналогічні правила порівняння. Наприклад,
дві н. в. функції і
називаються
еквівалентними (equivalent) при
, якщо
.
Так, при має місце
еквівалентність:
|
тому при обчисленні границі відношення двох многочленів на нескінченності ми можемо замінити вираз під знаком границі на еквівалентне відношення старших степенів многочленів, взятих зі своїми коефіцієнтами.