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.