Большая Советская Энциклопедия (БЕ)
Шрифт:
Для случая, когда переменная величина есть функция аргумента х, из общего определения предела вытекает такое развёрнутое определение Б. м.: функция f (x ), определённая в окрестности точки x , называется Б. м. при х, стремящемся к x, если для любого положительного числа e найдётся такое положительное число d, что для всех x ¹ x , удовлетворяющих условию |x - x | < d, выполняется неравенство |f (x)| < e.
При изучении функции f (x ) вблизи точки xo за главную Б. м. принимают приращение независимого переменного Dх = х– х . Формула
Dy = f’ (x ) Dx + о (Dх)
выражает, например, что приращение Dy дифференцируемой функции с точностью до Б. м. порядка выше первого совпадает с её дифференциалом dy = f ' (x ) Dx.
Метод Б. м., или (что то же) метод пределов, является в настоящее время основным методом обоснования математического анализа, почему его и называют также анализом Б. м. Он заменил исчерпывания метод древних и «неделимых» метод . Метод Б. м. был намечен И. Ньютоном (1666) и получил всеобщее признание после работ О. Коши . При помощи Б. м. даются определения таких основных понятий анализа, как сходящийся ряд, интеграл, производная, дифференциал. Кроме того, метод Б. м. служит одним из основных методов приложения математики к задачам естествознания. Это связано с тем, что большинство закономерностей механики и классической физики выражается в виде формул, связывающих Б. м. приращения изучаемых величин, и обращение к Б. м. является обычным приёмом составления дифференциальных уравнений задачи.
Лит. см. при ст. Анализ математический .
С. Б. Стечкин.
Бесконечно удалённые элементы
Бесконе'чно удалённые элеме'нты в математике, элементы (называемые точками, прямыми, плоскостями), которыми пополняется евклидова плоскость или евклидово пространство для интерпретации некоторых разделов математики (проективная геометрия, теория функций комплексного переменного и др.).
Происхождение термина «Б. у. э.» легче всего проследить на следующем примере. Рассмотрим в евклидовой плоскости a ее параллельные прямые а и а' (рис ., 1) и прямую b , пересекающую их соответственно в точках М и М'. Будем поворачивать прямую b вокруг точки М' в направлении, указанном на рис. стрелкой, до совпадения с прямой а'. Очевидно, по мере приближения прямой b к a' точка М пересечения прямых a и b будет удаляться в бесконечность. Этот процесс достаточно отчетливо поясняет часто употребляемое выражение: «параллельные прямые пересекаются
Указанные наглядные соображения лежат в основе интерпретации двумерной проективной геометрии на евклидовой плоскости a. Для этой цели плоскость a пополняется бесконечно удалёнными точками и одной бесконечно удалённой прямой следующим образом. Уславливаются рассматривать параллельные прямые как пересекающиеся в бесконечно удалённой точке. Тогда прямая а', параллельная прямой а (рис ., 2), пересекается с ней в некоторой точке, но только эта точка не является обыкновенной, а представляет собой новый объект — бесконечно удалённую точку прямой а. Уславливаются, что все прямые, параллельные прямой а, имеют одну общую бесконечно удалённую точку А, а бесконечно удалённые точки непараллельных прямых считаются различными. Т. о., евклидова плоскость пополняется бесконечным числом бесконечно удалённых точек. Совокупность всех этих бесконечно удалённых точек плоскости се называют бесконечно удалённой прямой.
Плоскость a, пополненная т. о. бесконечно удалёнными точками и бесконечно удалённой прямой, представляет собой т. н. проективную плоскость . Её свойства отличаются от свойств евклидовой плоскости (например, на проективной плоскости пересекаются любые две прямые).
Евклидову плоскость можно пополнять Б. у. э. и др. способами. Так, при изображении комплексных чисел на евклидовой плоскости, последняя пополняется одной бесконечно удалённой точкой, которая отвечает одному бесконечно большому комплексному числу.
Лит.: Ефимов Н. В., Высшая геометрия, 4 изд., М., 1961.
Э. Г. Позняк.
Бесконечно удалённые элементы.
Бесконечное произведение
Бесконе'чное произведе'ние, произведение бесконечного числа сомножителей u1 , u2 ,..., un ,..., т. е. выражение вида
Б. п., в котором сомножителями являются числа, иногда называемые бесконечным числовым произведением. Б. п. не всегда может быть приписано числовое значение. Если существует отличный от нуля предел последовательности частичных произведений
pn = u1 u2 ... un
при n ® yen, то Б. п. называется сходящимся, a lim pn = р — его значением, и пишут:
Исторически Б. п. впервые встретились в связи с задачей о вычислении числа p. Так, французский математик Ф. Виет (16 в.) получил формулу:
а английский математик Дж. Валлис (17 в.) — формулу:
Особое значение Б. п. приобрели после работ Л. Эйлера , применившего Б. п. для изображения функций. Примером может служить разложение синуса: