§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。

1.            单侧极限

的右邻域指的是 

的左邻域指的是 

    的右空心邻域指的是 

    的左空心邻域指的是 

    定义  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。

                   

 

 

    

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。

      必要性,, , , 使得当时,有,特别地当时,有,故

    同理当时,也有,

    充分性,, , 使得当时,有, 又由, , 使得当时,有.  , 时,有,故

2.      自变量趋向无穷大的情况

 称集合的邻域,记作,称

的单侧邻域,记作 ),

)。

定义2    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  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。

   

          

      

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

     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:    

4.  复合函数求极限