高等数学笔记——函数的极限定义

基本定义:

        对于函数f(x),如果对于任意一个给定的正数ε>0(epsilon),存在与此正数相对应的另一个正数δ>0(delta),使得当0 < |x - a| < δ 时,有 |f(x) - L| < ε 成立,则称函数f(x)当x趋于a的极限为L,记作 lim(x->a) f(x) = L。其中,a为自变量x趋于的特定值(f(x)为极限时所不存在的自变量),L为函数f(x)趋近于的确定值(极限值)。

文字定义太过抽象,以下来分句讲解:

对于函数f(x),如果对于任意一个给定的正数ε>0(epsilon),存在与此正数相对应的另一个正数δ>0(delta),使得当0 < |x - a| < δ 时,有 |f(x) - L| < ε 成立。

        一个给定的函数f(x),任意正数ε>0与存在正数δ>0,这三个值都好理解。

        0 < |x - a| < δ这个范围指的是一个去心领域,去心领域的直径为δ。

为什么要是去心领域?

因为函数趋于的极限值是达不到的,只能无限趋近,所以其函数值所对应的自变量也不存在,故领域中心的点是无法取到的,要成为去心领域。

        |f(x) - L| < ε是当自变量在去心领域0 < |x - a| < δ作为条件时,所达成的结果。ε是一个任意的正数值,可以把它理解成在函数值的任意一个范围内。在这个正数值的范围内  |f(x) - L| < ε恒成立。

        每一句话都单独解释完了,但是这整个定义是一个环环相扣的结构,特别是正数ε>0和δ>0,所以以下带着图再连起来解释一遍。

两种任意的正数ε>0的值

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注意:图中的δ>0指的是去心领域的半径,因为此处的去心领域是

        对我们已知的函数f(x),任意的取一个正数ε>0,即图中的绿色区域,在这区域内,永远会存在一个去心领域0 < |x - a| < δ,该领域内任意x的取值都能满足 |f(x) - L| < ε,即函数值到极限L的距离全都不大于正数ε>0到极限L的距离。

        以上便是我对函数极限定义的理解与归纳。在证明极限时处处会用到此定义进行反证,所以对定义的完全理解非常的重要,更加通俗的定义解释可以参考视频:如何理解函数极限的定义|《马同学图解微积分》配套视频_哔哩哔哩_bilibili

非常的通俗易懂,用图形来理解文字定义实在是非常的高效。

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