§2.6
函数极限的推广
我们已经建立极限概念
, 我们想推广它: (1)
可被
,
,
,
,
代替,(2)
可被
代替, 严格地说这时极限已经不存在了,我们称之为广义极限。
点
的右邻域指的是
,
点
的左邻域指的是
,
点
的右空心邻域指的是
,
点
的左空心邻域指的是
。
定义 设
在
上定义,
,
, 使得当
时,有
, 则称
,也记
,称为右极限。
类似地可定义左极限。
例
,

对单侧极限,5定理,即唯一性,局部有界性,四则运算,极限不等式,两边夹仍成立,我们把5定理的表述和证明都留给同学们做练习。
定理1 函数在
点极限存在充要条件: 函数在点
左右极限都存在且相等。
证 必要性,
, 由
,
, 使得当
时,有
,特别地当
时,有
,故
。
同理当
时,也有
, 故
。
充分性,
, 由
,
, 使得当
时,有
, 又由
,
, 使得当
时,有
. 令
, 当
时,有
,故
。
称集合
为
的邻域,记作
或
,称
与
为
的单侧邻域,记作
(
或
),![]()
(
或
)。
定义2 设
在
上定义,
,
, 使得当
时有
,则
。
类似地可定义
![]()
![]()
对这种极限,5定理也成立,我们还是把它们的表述和证明留给同学们做练习。
3.广义极限
定义 设
在
定义,
,
,使得当
时,有
,则
。
类似地可以定义
,
,
,
,
![]()
对于序列
,也可以定义
。
练习:完成下表中极限和广义极限定义。
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注 表中第一行表明极限存在,关于极限性质的5定理都存在;第二,三,四行极限不存在!关于极限性质的5定理不一定成立,就是成立也要改变形式。不成立的如
,
,
,
称为不定式,需要我们建立更精细的理论来研究它们,后面第四章的洛比塔法则就是针对不定式的。在广义极限中唯一性还成立,局部有界性显然不成立,但可代替它有局部下有界或上有界,四则运算成立的有
,
,
,
,
。
无穷小量 极限为零的变量称为无穷小量,即
,
![]()
无穷大量 极限为无穷
的变量称为无穷大量,即
![]()
![]()
它们有关系
,如果变量不取零值。
命题 1) 无穷小量的绝对值仍为无穷小量,
2) 无穷小量与有界变量之积仍为无穷小量,
3) 变量有极限
充要条件是它可分解成
与无穷小量之和:
。
例
。
解