定义对于数列{xn},如果当n→∞时,xn无限地趋于一个确定的常数A,则称当n趋于无穷大时,数列{xn}以常数A为极限,或称数列收敛于A,记作
比如:
无限的趋向0 ,无限的趋向1
否则,对于数列{xn},如果当n→∞时,xn不是无限地趋于一个确定的常数,称数列{xn}没有极限,如果数列没有极限,就称数列是发散的。 比如:1,3,5,…,(2n-1),… 1,0,1,0,…
依次用数轴上的点表
数列极限的几何意义:将常数A及数列的项
示,若数列{xn}以A为极限,就表示当n趋于无穷大时,点xn可以无限靠近点A,即点xn与点A之间的距离|xn-A|趋于0。 比如:
无限的趋向0 无限的趋向1
(二)数列极限的性质与运算法则 1.数列极限的性质
定理1.1(惟一性)若数列{xn}收敛,则其极限值必定惟一。 定理1.2(有界性)若数列{xn}收敛,则它必定有界。
注意:这个定理反过来不成立,也就是说,有界数列不一定收敛。比如: 1,0,1,0,…
有界:0,1
2.数列极限的存在准则
定理1.3(两面夹准则)若数列{xn},{yn},{zn}满足以下条件: (1)(2)
, 则
,
定理1.4若数列{xn}单调有界,则它必有极限。 3.数列极限的四则运算定理。 定理1.5
(1)(2)
(3)当
(三)函数极限的概念
时,
1.当x→x0时函数f(x)的极限 (1)当x→x0时f(x)的极限
定义对于函数y=f(x),如果当x无限地趋于x0时,函数f(x)无限地趋于一个常数A,则称当x→x0时,函数f(x)的极限是A,记作
或f(x)→A(当x→x0时)
例y=f(x)=2x+1 x→1,f(x)→? x<1x→1
x>1x→1
(2)左极限
当x→x0时f(x)的左极限
定义对于函数y=f(x),如果当x从x0的左边无限地趋于x0时,函数f(x)无限地趋于一个常数A,则称当x→x0时,函数f(x)的左极限是A,记作
或f(x0-0)=A
(3)右极限
当x→x0时,f(x)的右极限
定义对于函数y=f(x),如果当x从x0的右边无限地趋于x0时,函数f(x)无限地趋于一个常数A,则称当x→x0时,函数f(x)的右极限是A,记作
或f(x0+0)=A
例子:分段函数
,求
,
解:当x从0的左边无限地趋于0时f(x)无限地趋于一个常数1。我们称当x→0时,f(x)的左极限是1,即有
当x从0的右边无限地趋于0时,f(x)无限地趋于一个常数-1。我们称当x→0时,f(x)的右极限是-1,即有
显然,函数的左极限
之间有以下关系:
定理1.6当x→x0时,函数f(x)的极限等于A的必要充分条件是
反之,如果左、右极限都等于A,则必有
x→1时f(x)→? x≠1x→1f(x)→2
对于函数
,当x→1时,f(x)的左极限是2,右极限也是2。
。
右极限
与函数的极限
2.当x→∞时,函数f(x)的极限 (1)当x→∞时,函数f(x)的极限 y=f(x)x→∞f(x)→? y=f(x)=1+x→∞f(x)=1+
→1
定义对于函数y=f(x),如果当x→∞时,f(x)无限地趋于一个常数A,则称当x→∞时,函数f(x)的极限是A,记作
或f(x)→A(当x→∞时)
(2)当x→+∞时,函数f(x)的极限
定义对于函数y=f(x),如果当x→+∞时,f(x)无限地趋于一个常数A,则称当x→+∞时,函数f(x)的极限是A,记作
这个定义与数列极限的定义基本上一样,数列极限的定义中n→+∞的n是正整数;而在这个定义中,则要明确写出x→+∞,且其中的x不一定是正整数,而为任意实数。 y=f(x)x→+∞f(x)x→?
x→+∞,f(x)=2+
例:函数f(x)=2+e-x,当x→+∞时,f(x)→? 解:f(x)=2+e-x=2+x→+∞,f(x)=2+所以
, →2 →2
(3)当x→-∞时,函数f(x)的极限
定义对于函数y=f(x),如果当x→-∞时,f(x)无限地趋于一个常数A,则称当x→-∞时,f(x)的极限是A,记作