انتقل إلى المحتوى
Topos Uranos

ملخص

يستنتج هذا الدرس من تعريف النهاية القواعدَ التي تتيح حساب النهايات دون البحث في كل مرة عن δ\delta. وقد رُتّبت البراهين بحيث يستفيد كل منها مما قبله: ثلاث توطئات، مبرهنة بإبسيلون ودلتا، تردّ كل قاعدة إلى متباينة، وبها نحصل على نهايات المجموع والجداء والمقلوب وخارج القسمة. ومن ذلك تنتج نهايات كثيرات الحدود والدوال الكسرية، التي تسوّغ التعويض المباشر؛ ثم نهايات الجذور والقوى ذات الأسس النسبية، ومبرهنة نهاية التركيب، التي تسوّغ تغيير المتغير. ويُختم الدرس بما لا تقوله القواعد: متى لا تكون لخارج قسمة نهاية منتهية، ولماذا لا تصحّ القواعد في الاتجاه المعاكس. وتعالج المسائل حالات عدم التعيين من الشكل 00\frac{0}{0} بالتحليل إلى عوامل وبالإنطاق وبتغيير المتغير، وتعيّن ثوابت لكي توجد نهاية ما.

أهداف التعلم

  1. أن يبرهن بإبسيلون ودلتا معيار الحد الأعلى وأن يستنتج منه نهايات المجموع والجداء والمقلوب وخارج القسمة.
  2. أن يبرهن نهايات كثيرات الحدود والدوال الكسرية والجذور والقوى ذات الأسس النسبية، وأن يطبّق التعويض المباشر بشروطه.
  3. أن يبرهن مبرهنة نهاية التركيب، وأن يدرك ضرورة فروضها، وأن يطبّقها بوصفها تغييرًا للمتغير.
  4. أن يحسب نهايات من الشكل 00\frac{0}{0} بالتحليل إلى عوامل أو بالإنطاق أو بتغيير المتغير، وأن يبرهن متى لا تكون لخارج قسمة نهاية منتهية.

خطة البراهين

في الدرس الخاص بـنهاية الدوال لمتغير حقيقي واحد بُرهن بالتعريف أن lim⁡x→3x2=9\lim_{x \to 3} x^2 = 9، وكان العمل هو حدّ ∣x2−9∣\abs{x^2 - 9} من الأعلى بمضاعف لـ∣x−3∣\abs{x - 3}. ولكل قواعد هذا الدرس الشكل نفسه: لإثبات أن دالة FF تؤول إلى KK، تُحدّ المسافة ∣F(x)−K∣\abs{F(x) - K} من الأعلى بمضاعف لمسافات نعلم مسبقًا أنها تصير صغيرة. وإذا كان الأمر كذلك، فمن المفيد أن يُبرهن مرة واحدة، بإبسيلون ودلتا، أن مثل هذا الحد الأعلى يكفي؛ وبعد ذلك تُردّ كل قاعدة إلى إيجاد المتباينة المناسبة، ولا تتكرر أي حجة بإبسيلون ودلتا.

في الدرس كله، ff وgg دالتان حقيقيتان معرّفتان على المجموعة نفسها AA، والنقطة aa نقطة تراكم لـAA، وحين يقال إن f(x)f(x) تحقق أمرًا ما «قرب aa»، فالمقصود أنه يوجد r>0r > 0 بحيث يحققه كل xx من AA حيث 0<∣x−a∣<r0 < \abs{x - a} < r. ويُستعمل من الدرس الماضي التعريف، ووحدانية النهاية، ونهايتا الدالة الثابتة والدالة المحايدة، والتوطئة التي بموجبها لا تتوقف النهاية إلا على القيم القريبة من النقطة، والمحدودية المحلية مع حفظ الإشارة.