
75-76. óra: Algebrai törtek határértéke
1. példa: Létezik-e az
alábbi határérték? (Ha igen, mennyi, ha nem miért nem?)
\[
\lim_{x\rightarrow9}\frac{x^2-10x+9}{x-9}
\]
Megoldás (fenn van): (megjelenik)
↓ (eltûnik)
↑
Az algebrai tört
a számláló szorzattá alakítása után egyszerûsíthetõ:
\[
\frac{x^2-10x+9}{x-9} = \left.\frac{(x-1)(x-9)}{x-9}\right|_{x\ne9}=x-1
\]
Ennek már semmi baja \(x=9\) esetén:
\[
\lim_{x\rightarrow9}\frac{x^2-10x+9}{x-9}=\lim_{x\rightarrow9}(x-1) =
9-1 = \underline{\underline{\color{darkred}{\mathbf{8}}}}
\]Az \(x\ne9\) feltételt nem kell kiírni, mert a
\(\lim_{x\rightarrow9}\) azt magában foglalja.
2. példa: Létezik-e az
alábbi határérték? (Ha igen, mennyi, ha nem miért nem?)
\[
\lim_{x\rightarrow9}\frac{x^2+x+1}{x-1}
\]
Megoldás (fenn van): (megjelenik)
↓ (eltûnik)
↑
Az \(x=1\) a
nevezõ zérushelye.
A számláló értéke \(x=1\) mellett \(1^2+1+1=3\)
Ha 'közeledünk' az 1-hez, a nevezõ közeledik a 0-hoz, míg a számláló a
3-hoz. Egy 3 közeli számot osztva egy 0 közeli számmal (pl. 2,99998
osztva 0,000001) igen nagy számokat fogunk kapni, éspedig hol negatívat,
hogy pozitívat - függõen attól, hogy melyik irányból jövünk.
Ilyenkor tehát a hányados 'elszáll' a plusz, vagy mínusz végtelen felé.
Válasz: A határérték véges értelemben
nem létezik.
Mondjuk ezt ki általános elvként!
Ha egy törtfüggvény nevezõjének a helyettesítési értéke valamely helyen
0, és ott számláló helyettesítési értéke nem 0, akkor a hányadosnak
véges határértéke nincs. (Végtelen esetleg lehet, de ezt most nem
vizsgáljuk.)
3. példa: Létezik-e az
alábbi határérték? (Ha igen, mennyi, ha nem miért nem?)
\[
\lim_{x\rightarrow2}\frac{x^3-4x^2+7x-6}{x-2}
\]
Megoldás (fenn van): (megjelenik)
↓ (eltûnik)
↑
A nevezõ az
\(x=2\) helyen: \(2-2=0\).
A számláló az \(x=2\) helyen: \(2^3-4\cdot2^2+7\cdot2-6=8-16+14-6=0\)
Mindkettõ zérus \(\Rightarrow\) van esély a határérték létezésére.
Próbáljuk meg egyszerûsítéssel megoldani - azaz keressük meg a
számlálóban az \((x-2)\) tényezõt. (Mivel ott a számláló zérus, biztosan
meg fogjuk találni.)
A fõtaggal kezdjük, és mindig úgy egészítjük ki, hogy a kettõ együtt
osztható legyen \((x-2)\)-vel. Aztán helyrehozzuk a csalást.
\[
\color{darkblue}{x^3-2x^2}\color{darkgreen}{-2x^2+4x}+3x-6 =
\color{darkblue}{x^2(x-2)}\color{darkgreen}{-2x(x-2)}+3(x-2)=
(x-2)(x^2-2x+3)
\]Ez megvan! Nézzük tehát a határértéket:
\[
\lim_{x\rightarrow2}\frac{x^3-4x^2+7x-6}{x-2}=\lim_{x\rightarrow2}\frac{(x-2)(x^2-2x+3)}{x-2}=
\lim_{x\rightarrow2}(x^2-2x+3)=2^2-2\cdot2+3=
\underline{\underline{\color{darkred}{\mathbf{3}}}}
\]
4. példa: Létezik-e az
alábbi határérték? (Ha igen, mennyi, ha nem miért nem?)
\[
\lim_{x\rightarrow-2}\frac{x^3+5x^2+7x+2}{x^2+4x+4}
\]
Megoldás (fenn van): (megjelenik)
↓ (eltûnik)
↑
A nevezõ az
\(x=-2\) helyen: \((-2)^2+4(-2)+4=4-8+4=0\).
A számláló az \(x=-2\) helyen: \((-2)^3+5(-2)^2+7(-2)+2=-8+20-14+2=0\).
Mindkettõ zérus \(\Rightarrow\) van esély a határérték létezésére.
Egyszerûsítenünk kell a törtet az \((x+2)\) gyöktényezõvel.
A nevezõ: \(x^2+4x+4=(x+2)^2\).
A számláló:
\(x^3+5x^2+7x+2=\color{darkblue}{x^3+2x^2}\color{darkgreen}{+3x^2+6x}+x+2=\color{darkblue}{x^2(x+2)}\color{darkgreen}{+3x(x+2)}+1(x+2)=\)
\(=(x+2)(x^2+3x+1)\).
A határérték ezzel:
\[
\lim_{x\rightarrow-2}\frac{x^3+5x^2+7x+2}{x^2+4x+4}=\lim_{x\rightarrow-2}\frac{(x+2)(x^2+3x+1)}{(x+2)^2}
= \lim_{x\rightarrow-2}\frac{x^2+3x+1}{x+2}=\ldots
\]
Még mindig algebrai tört.
A nevezõ az \(x=-2\) helyen: \(-2+2=0\).
A számláló az \(x=-2\) helyen: \((-2)^2+3(-2)+1=4-6+1=-1\).
A nevezõ zérushoz tart, a számláló -1-hez. A fent kiemelt elv szerint
tehát...
Válasz: A határérték véges értelemben
nem létezik.
5. példa: Létezik-e az
alábbi határérték? (Ha igen, mennyi, ha nem miért nem?)
\[
\lim_{x\rightarrow4}\frac{x^3+2x^2+4x+3}{x-3}
\]
Megoldás (fenn van): (megjelenik)
↓ (eltûnik)
↑
A nevezõ az
\(x=4\) helyen: \(4-3=1\)
Hát akkor semmi baj! A nevezõ nem 0, az algebrai törtek pedig a nevezõ
zérushelyén kívûl folytonosak \(\Rightarrow\) a határérték megegyezik a
helyettesítési értékkel:
\[
\lim_{x\rightarrow4}\frac{x^3+2x^2+4x+3}{x-3} =
\frac{4^3+2\cdot4^2+4\cdot4+3}{4-3} =
\frac{64+32+16+3}{1} =
\underline{\underline{\color{darkred}{\mathbf{115}}}}
\]



