当x趋于0时,sin1/x为什么不存在极限
极限是一个有限的,确定的常数,当x趋于0时,1/x趋近于无穷,sin1/x的极限不是一个确定常数,
当x趋向于0时,1/x趋向于无穷大(正无穷大和负无穷大),(无穷小量的倒数是无穷大量),观察1/x的正弦图像可知。
它是一条上下波动的曲线,最大值为1,最小值为-1。也就是说当1/x趋向于无穷大时,1/x的正弦值就无限趋近于正负1,它只是有界但并不单调。而根据极限的定义可知:极限值有且只有一个;单调有界数列极限必然存在,故它的极限并不存在。
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对定义的理解:
1、ε的任意性 定义中ε的作用在于衡量数列通项,又因为ε是任意小的正数,所以ε/2 、3ε 、ε2 等也都在任意小的正数范围,因此可用它们的数值近似代替ε。
同时,正由于ε是任意小的正数,我们可以限定ε小于一个某一个确定的正数。
2、N的相应性 一般来说,N随ε的变小而变大,因此常把N写作N(ε),以强调N对ε的变化而变化的依赖性。
但这并不意味着N是由ε唯一确定的:(比如若n>N使|xn-a|<ε成立,那么显然n>N+1、n>2N等也使|xn-a|<ε成立)。重要的是N的存在性,而不在于其值的大小。
3、从几何意义上看,“当n>N时,均有不等式|xn-a|<ε成立”意味着:所有下标大于N的都落在(a-ε,a+ε)内;而在(a-ε,a+ε)之外,数列{xn} 中的项至多只有N个(有限个)。
换句话说,如果存在某 ε0>0,使数列{xn} 中有无穷多个项落在(a-ε0,a+ε0) 之外,则{xn} 一定不以a为极限。
因为极限是一个有限的,确定的常数。当x趋于0时,1/x趋近于无穷,sin1/x的极限不是一个确定常数,这个可由其函数图象看出,图象是波动的。极限思想:分析问题和解决问题的一种数学思想。将一个问题极限化,考虑最极端的情况,忽略过程,得出结果。
极限思想的题型特征:根据题意就可以来判断是否可用极限思想。 出现“最多(少)、至多(少)”“最大”,“最小”等字眼时就可能会用到极限思想。
微积分一诞生,就在力学、天文学中大显身手,能够轻而易举地解决许多本来认为束手无策的难题。后来,微积分又在更多的领域取得了丰硕的成果。人们公认微积分是17、18世纪数学所达到的最高成就,然而它的创始人牛顿和莱布尼茨对之所作的论证却并不清楚、很不严谨。
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无论是牛顿的瞬和流数,还是莱布尼茨的dx和,都涉及到"无穷小量",而在他们各自的论述中都没有给出确定的、一贯的定义。在微积分的推导和运算过程中,常常是先用无穷小量作为分母进行除法,然后又把无穷小量当作零,以消除那些包含有它的项。
牛顿曾用有限差值的最初比和最终比来说明流数的意义,但是当差值还未达到零时,其比值不是最终的,而当差值达到零时,它们的比就成为,实在令人困惑。牛顿承认他对自己的方法只作出"简略的说明,而不是正确的论证。"
莱布尼茨曾把无穷小量形容为一种"理想的量",但正如一些数学家所说:"与其说是一种说明,还不如说是一个谜。"
参考资料来源:
因为f(x)=sin(1/x)此函数有界
g(x)=xx→0时,limg(x)=0
所以,x→0时,lim[g(x)·f(x)]=0
正弦函数为周期连续函数,1/x为无穷量,sin1/x为不定值,因而没有极限。
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性质:
设{xn}为一个无穷实数数列的集合。如果存在实数a,对于任意正数ε (不论其多么小),都∃N>0,使不等式|xn-a|<ε在n∈(N,+∞)上恒成立,那么就称常数a是数列{xn} 的极限,或称数列{xn} 收敛于a。
如果上述条件不成立,即存在某个正数ε,无论正整数N为多少,都存在某个n>N,使得|xn-a|≥ε,就说数列{xn}不收敛于a。如果{xn}不收敛于任何常数,就称{xn}发散。
正数ε可以任意地变小,说明xn与常数a可以接近到任何不断地靠近的程度。但是,尽管ε有其任意性,但一经给出,就被暂时地确定下来,以便靠它用函数规律来求出N。
又因为ε是任意小的正数,所以ε/2 、3ε 、ε2 等也都在任意小的正数范围,因此可用它们的数值近似代替ε。同时,正由于ε是任意小的正数,我们可以限定ε小于一个某一个确定的正数。
因为在0附近存在使得sin(1/x)→0的子列,
并且存在使得sin(1/x)→1的子列。
如下:
在x=1/(kπ),k为正整数,k→∞,即x→0,此时sin(1/x)=sin(kπ)=0。
在x=1/(2kπ+π/2),k为正整数,k→∞,即x→0,此时sin(1/x)=sin(2kπ+π/2)=1。
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极限不存在的几种情况:
1、结果为无穷大时,像1/0,无穷大等。
2、左右极限不相等时,尤其是分段函数的极限问题。
极限存在与否条件:
1、结果若是无穷小,无穷小就用0代入,0也是极限。
2、若是分子的极限是无穷小,分母的极限不是无穷小,答案就是0,整体的极限存在。
3、如果分子的极限不是无穷小,而分母的极限是无穷小,答案不是正无穷大,就是负无穷大,整体的极限不存在。
当x趋向于0时,1/x趋向于无穷大(正无穷大和负无穷大),(无穷小量的倒数是无穷大量)。
观察1/x的正弦图像可知,它是一条上下波动的曲线,最大值为1,最小值为-1,也就是说当1/x趋向于无穷大时,1/x的正弦值就无限趋近于正负1,它只是有界但并不单调。
而根据极限的定义可知:极限值有且只有一个;单调有界数列极限必然存在。
故它的极限并不存在。
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证明极限不存在二元函数的极限是高等数学中一个很重要的内容,因为其定义与一元函数极限的定义有所不同,需要定义域上的点趋于定点时必须以任意方式趋近,所以与之对应的证明极限不存在的方法有几种。
其中有一种是找一种含参数的方式趋近,代入二元函数,使之变为一元函数求极限。若最后的极限值与参数有关,则说明二重极限不存在。
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