函数极限-在一点处的无限靠近

乐活   2025-01-29 20:46   内蒙古  

这个概念是微积分里面一个重要的东西,但是我实在不会起这个名字。

想象一个小孩走向一个正在运行的风扇:
  1. 远离风扇时,风感较弱。走近风扇时,风感越来越强。
  2. 如果靠得太近,风力可能会变得固定在某个强度。

建个模型

就是这样

但是还需要注意方向,左右极限同时是这个才说是极限。

一定是双向的

你看这个,左右就不一样,所以不存在

这种的疯狂抽疯的,也不行

数列极限说的是离散函数,但是还有一类大的,是函数。它的定义也是按照极限语言来刻画的,但是函数的极限在定义域上面有着任意性。

数列极限是定义在正整数集上的函数当自变量趋于无穷大时的极限。 

函数极限是定义在实数集上的函数当自变量连续地趋于某个值(有限或无限)时的极限。

定义是这样的,先指定一个位置,然后刻画一个邻域,然后再讨论。

这个是函数极限的定义(基于去心邻域)

有不去心的

有去心的,因为很多时候,在一点的时候没有值,但是附近是有定义的。

极限最终是一个值L,和f(x)的真实值比较。

这个是高数书上面的图,极限我们就讨论下面的X0附近的情况

只要这个差值在我们的范围里面就行

可以大,可以小,也不需要就像数列极限一样要规定是相切什么的(也没有规定这一个,但是大多数图都是给人这样的感觉)

可以再缩小,值域也是会等比例缩小

不是每个函数都是有着良好的性质,所以有一些需要考虑单侧的情况。

单侧极限是描述函数在某点从一侧(左侧或右侧)接近时的极限值。这是函数极限的一个重要扩展,常用于处理函数在断点或不连续点处的行为。


先看一个左极限,右极限同理

左=右的时候就说在这一点有整体极限存在的必要条件和充分条件

安排

  1. 如果单侧极限一致,则函数在该点极限存在。
  2. 如果单侧极限不一致,则极限不存在。

单侧极限用于定义函数的左导数右导数,例如:

就是这样

还有一个性质没有说

函数极限性质(补充邻域概念)  我以前还写过。

分别是唯一性,局部有界,保号。

极限存在是局部有界的充分条件。

这是定义

数学表达

局部有界性帮助我们理解函数或数列在接近某点时的行为,并且提供了一个极限存在的必要条件:

我们其实一般不关注

极限存在 ⟹ 局部有界,存在可以推出来在邻域里面有界。

也好理解,看上面的图,邻域确定,你的值就被夹住了

嗯呐

但是反过来,你有了界,也不一定有极限,有些函数它是震荡的。

在1和-1之间,难以捕捉

那单侧极限有没有局部有界性的性质呢?

显然邻域内是局部有界的

也就是说单侧极限也有局部有界的性质。

我们看三个例子:

极限存在且局部有界,这是我们最喜欢的情况。

首先极限是0,在0的周围也是在1的周围

无界导致极限不存在, 其实好理解,都没有界,肯定就是极限了,因为极限是差不多稳定了。

合理

最后一个有界但极限不存在:

这个就可以了

云深之无迹
纵是相见,亦如不见,潇湘泪雨,执念何苦。
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