Первый замечательный предел

Функция не определена при x =0, так как числитель и знаменатель дроби обращаются в нуль. График функции изображен на рисунке.

Однако, можно найти предел этой функции при х →0.

Приведем доказательство записанной формулы. Рассмотрим окружность радиуса 1 и предположим, что угол α, выраженный в радианах, заключен в пределах 0 < α < π/2. (Так как четная функция и ее значения не изменяются при изменении знака α, то достаточно рассмотреть случай, когда α > 0.) Из рисунка видно, что

S_ΔOAC <S_сект.OAC <S_ΔOBC.

Так как указанные площади соответственно равны

S_ΔOAC =0,5∙ OC ∙ OA ∙sin α= 0,5sinα, S_сект.OAC= 0,5∙ OC ²∙α=0,5α, S_ΔOBC =0,5∙ OC ∙ BC= 0,5tgα.

Следовательно,

sin α < α < tg α.

Разделим все члены неравенства на sin α > 0:

.

Но . Поэтому на основании теоремы 4 о пределах заключаем, что .

Выведенная формула и называется первым замечательным пределом.

Таким образом, первый замечательный предел служит для раскрытия неопределенности . Заметим, что полученную формулу не следует путать с пределами .