R,
称为
的一个邻域,简记
。
称为
的一个空心邻域,简记为
。
定义 设
在
上定义。
,
, 使得当
时 (即
),有
( 即
)
则称
趋向于
时,函数
的极限为
,记作
或
。
几何解释 任给
,存在
,使得当
时,有
,则称
。
例1 证明
。
证 注意到
,要想它任意小,
可任意小,
却不能任意小,当
时,它必须远离零点。当
时,
就远离零点了。
, 取
,则当
时, 有
。
函数的极限与序列的极限类似,也有相应的性质,证明也采用相同的思想,把“
” 换成“
”。 我们把相应定理罗列出来,选其中一部分给出证明,其余的证明留给同学们作练习。
定理1(唯一性) 若
极限存在,则极限值唯一。
定理2(局部有界性) 若极限
存在,则函数
在
的某一空心邻域上有界。
定理3 设
,
, 则
1)
,
2)
,
3)
。
定理4 设在
上,
且
,
,则
。
定理5
设在
上有
, 且
, 则
。
定理2的证明
取
, 由
,
, 当
时, 有
,
即
,
说明
在
上有界,
就是一个界。
定理3之3)的证明
只要证
,令
,由
,
使得当
时,有
, 即
。
, 仍然由
,
, 使得当
时,有
。
取
,则当
时,有

即
。
定理5的证明
, 由
,
,使得当
时,
有
,即
。
又由
,
,使得当
时 ,有
,
即
。
令
,则当
时,有![]()
即
,故
。
例2 证明
。
证 先设
,要证
,
,要使
, 取
,则当
时,有
,即
。
再设
,
, 要使
, 注意到
,
只要
, 且
,取
,则当
时,有
, 即
。