微积分入门(1)—— 极限的定义

引子

        先问大家一个问题。你们在做数学题的时候处理过零吗?

        这种零,在分母。

        但是,老师告诉我们这种零是不可以除的。

        大数学家牛顿就对此来说就不以为然。于是他设计了一个式子,然后除以一个非常小的量。之后跟上面进行约分。约分完之后得到了一个数字加上这个非常小的量。于是答案就是这个数。

        有人就开始批评这个牛顿了,说他对这个除数做的不严谨。因为他能除,所以他不等于零,这个大家都知道。但是你后面又设它为零,是怎么回事呢?牛顿自己也搞不清楚,于是呢他把这个问题作为礼物送给了下N任数学家。


问题1,数列有极限吗?

        N代数学家之后。

        终于有人把这个问题解决了。上定义!

        数列极限标准定义:对数列{xn},若存在常数a,对于任意ε>0,总存在N为正整数,使得当n>N时,|xn-a|<ε成立,那么称a是数列{xn}的极限。

        函数极限标准定义:设函数f(x),|x|大于某一正数时有定义,若存在常数A,对于任意ε>0,总存在正整数X,使得当x>X时,|f(x)-A|<ε成立,那么称A是函数f(x)在无穷大处的极限。

        看不懂是不是?别走啊。我给你们解释一下。

        数列大家都知道是什么意思吧?就是一列数字。

        它的第n项我们可以设为xn。

        接下来我们需要做的只是找到一个正数ε。越小越好(可以任意小)。如果你能给出一个足够大的正整数N。使得所有的     |  xn(n>N)-某个确定的数字 |     一定小于你给的这个正数ε,那么我们就说这个确定的数字是这个数列的极限。。。

        例如数列1,1/2,1/3...

        我们可以设ε为0.01.这时,如果N>100,就能满足  | xn(n>N)-某个确定的数字(这里是0)  |   小于这个ε了,

        你肯定会反驳说:如果为0.00...01呢?(此处省略114514个0)

        这样我们可以设ε为0.00...01(此处省略114514个0)。这时,如果N>1000...0(此处省略114514个0),就能满足  | xn(n>N)-某个确定的数字(这里是0)  |   小于这个ε了,即,limx→∞(标准格式是x→∞写在lim下面的,这里因为不方便所以写在前面)=0

        好像和前面说的(除以零)没什么关系?

        别急,马上来了。

        因为接下来是函数。


问题2:函数有极限吗?与数列的极限有什么区别?

        函数,了解一下?(以下说的是单值函数)

        对于两个变量x和y,如果每给定x的一个值,y都有唯一一个确定的值(f(x))与其对应,那么我们就说y是x的函数。

        再选取一个正数。任意小的正数ε。(似曾相识)

        这个函数在待求得极限的某一点X0的地方(X0可以有对应的y值,也可以没有对应的y值)加减一个足够小的数δ的范围,使得这个范围内所有x对应的y值减掉某个数后的绝对值必定小于那个正数ε,我们就说这个数是这个函数在x0处的极限。

        例如函数y=(x²-9)/(x-3)

        聪明人:x-3≠0,所以x不等于3.

        我:没错。所以我们要求x=3时的极限。


        我们可以设ε为0.01.这时,如果δ<0.01,就能满足  |y-某个确定的数字(这里是6)  |   小于这个ε了...

见下图:

        放上最后函数无穷大的极限(自己研究吧qwq)

        设函数f(x),|x|大于某一正数时有定义,若存在常数A,对于任意ε>0,总存在正整数X,使得当x>X时,|f(x)-A|<ε成立,那么称A是函数f(x)在无穷大处的极限。

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