Асимптотические методы. Глушко А.В - 5 стр.

UptoLike

Составители: 

Рубрика: 

5
0
ε
» и записывают это
sin(),0
O
εεε
=→
.
Вообще, мы полагаем
)
)
(
)
,0
fOgεεε
=→
, если существует
такое число
A
, что
0
()
lim,0
()
f
AA
g
ε
ε
ε
=<<∞
. (Обычно в виде ()
n
g
εε
=
)
Таким образом , при
0
ε
:
)
(
)
2
cos(1);cos1,tg()
OOO
εεεεε
=== и
т.д. Заметим, что при этом численное значение
A
не учитывается .
Во многих случаях имеющаяся информация о заданной функции
оказывается недостаточной для определения скорости, с которой эта
функция стремится к пределу , однако с ее помощью можно установить,
будет ли эта скорость больше или меньше скорости изменения
соответствующей калибровочной функции. При этом мы используем
символ порядка о («о малое»), определяемый следующим образом :
)
(
)
()fog
εε
= при
0
ε
если
)
()
0
lim0
f
g
ε
ε
ε
=
. Так, при
()
1
1
1
3
2
0:sin(1);sin;cos;cosooooεεεεεεεε


====




.
Асимптотические ряды . Рассмотрим теперь вопрос об оценке
интеграла
()
0
x
e
fdx
x
ω
ω
ω
=
+
при больших
0
ω
>
.
Разложим
x
ω
ω
+
в ряд
)
23
23
0
1
1
1...
1
n
n
n
n
x
xxx
x
x
ω
ωωωωω
ω
=
==++=
+
+
,
который сходится при
x
ω
<
. Подставляя это представление в
подынтегральное выражение, имеем
()
)
)
00
00
11
,
nn
n
xnx
nn
nn
x
fedxxedx
ω
ωω
∞∞
∞∞
−−
==
−−
==
∑∑
∫∫
но поскольку для целых
n
:
0
!
xn
exdxn
=
, то
()
)
0
1!
n
n
n
n
f ω
ω
=
=
. (1)
Применим признак Даламбера для исследования сходимости ряда
                                                                  5
ε → 0 » и записывают это sin ε =O(ε ), ε → 0 .
      Вообще, мы полагаем                          f (ε ) =O ( g (ε )) , ε → 0 ,                             если существует
                                    f (ε )
такое число A , что lim                    =A ,                   0 < A <∞. (Обычно в виде g (ε) =ε n )
                             ε→ 0   g (ε )
Таким образом, при ε → 0 : cos ε =O(1) ; cos (ε −1) =O (ε 2 ) , tg ε =O(ε) и
т.д. Заметим, что при этом численное значение A не учитывается.
      Во многих случаях имеющаяся информация о заданной функции
оказывается недостаточной для определения скорости, с которой эта
функция стремится к пределу, однако с ее помощью можно установить,
будет ли эта скорость больше или меньше скорости изменения
соответствующей калибровочной функции. При этом мы используем
символ порядка о («о       малое»), определяемый следующим образом:
                                                                                                      f (ε )
f (ε ) =o ( g (ε ))      при             ε→ 0                         если                     lim           =0 . Так, при
                                                                                               ε→ 0   g (ε )
                                          �       � 12                                                        �    �1
                                                              ; cos ε =o (ε               );
                                                                                                                   −
                                                                                     −1
ε → 0 : sin ε =o(1) ; sin ε =o � ε �                                                            cos ε =o � ε �      3
                                                                                                                        .
                                � �                                                                       � �
       Асимптотические ряды.                                  Рассмотрим теперь вопрос об оценке
                         ∞
                        ωe−x
интеграла      f (ω) =∫      dx при больших ω >0 .
                      0
                        ω +x

                                                             ( −1) x n
                                                                                                                            n
            ω           ω        1       x x 2 x3        ∞
Разложим         в ряд       =       =1 − + 2 − 3 +... =∑              ,
          ω +x         ω +x 1 + x        ω ω ω          n =0    ωn
                                   ω
который сходится при       x <ω . Подставляя это представление в
подынтегральное выражение, имеем
                                         (−1)                                        (−1)
                                ∞ ∞                 n                                          n ∞
                                                          xn                   ∞
                      f (ω) = ∫∑                               e dx =∑
                                                                −x
                                                                                                ∫x e
                                                                                                      n −x
                                                                                                             dx,
                                0 n =0
                                              ω     n
                                                                              n =0    ω   n
                                                                                                 0

                                              ∞

                                              ∫e
                                                         −x
но поскольку для целых n :                                    x n dx =n! , то
                                              0


                                                                            (−1)
                                                                                n
                                                                      ∞
                                                                                     n!
                                                  f (ω) =∑                                 .                                    (1)
                                                                     n =0     ωn
      Применим признак Даламбера для исследования сходимости ряда