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1.4 函数的极限 ​

函数极限的定义 ​

自变量趋近于有限值时的函数极限 ​

极限 ​

定义自变量趋近于有限值时函数极限的概念:

其中,常数 称作函数 当 的极限,记作 或 。

WARNING

当 的极限与 是否有定义或 的值无关。

例

证明 :

取 ,则有 ,均有 。证毕。

TIP

和数列极限的证明同理,关键是找到与 对应的 。

单侧极限 ​

将上面的 改为 即可得到函数左极限的定义,记作 或 。

将上面的 改为 即可得到函数右极限的定义,记作 或 。

左极限和右极限统称单侧极限。且有:

如果某一位置的左极限和右极限不相等,则此处必不存在极限。

自变量趋近于无穷大时的函数极限 ​

定义自变量趋近于无穷大时的函数极限的概念:

WARNING

趋近于无穷同时包含了趋近于正无穷和趋近于负无穷。

有意思的是,在数列的极限的定义中,教材中写的直接就是 ,没有加 “”,可能是因为 ,所以就省略了?

类似地,我们定义:

我们称 是函数 的图形的水平渐近线。

函数极限的性质 ​

函数极限的唯一性 ​

如果 存在,那么这极限唯一。

函数极限的局部有界性 ​

如果 ,那么存在常数 和 ,使得当 时,有 。

拓展:

函数极限的局部保号性 ​

如果 ,且 (或 ),那么存在常数 ,当 时,都有 (或 )。

推论 如果 ,那么就存在着 的某一去心邻域 ,当 时,就有 。

推论 如果 ,并且在 的某去心邻域内 或 ,那么 (或 )。

拓展:

函数极限与数列极限的关系(海涅定理) ​

如果极限 存在, 为函数 的定义域内任一收敛于 的数列,且满足 ,那么相应的函数值数列 必收敛,且 。

WARNING

注意 这一条件不可省略!因为 或 。

NOTE

该结论可以逆用,但高等数学证不了。

证明:

设 。即证 。

在数列极限的定义中取 有

故当 时,,从而 。命题得证。