函数极限的唯一性怎么证明
设存在a,b两个数都是函数f(x)当x→x。的极限,且a<b,那么:
总存在一个δ1>0,当0<丨x-x。丨<δ1时,使得丨f(x)-a丨<ε成立。
总存在一个δ2>0,当0<丨x-x。丨<δ2时,使得丨f(x)-b丨<ε成立。
上面的不等式可以等价变换为a-ε<f(x)<a+ε①和b-ε<f(x)<b+ε②。
令δ=min{δ1,δ2},当0<丨x-x。丨<δ时。①,②同时成立,即:b-ε≤a+ε,移项得:(b-a)/2≤ε,因为(b-a)/2是一个确定大小的正数,所以这个结论与极限的定义:ε可以任意小矛盾,假设不成立,因此不存在a,b两个数都是f(x)的极限。
扩展资料
首先用极限概念给出‘导数’的正确定义的是捷克数学家波尔查诺,他把函数f(x)的导数定义为差商
的极限f'(x),他强调指出f'(x)不是两个零的商。波尔查诺的思想是有价值的,但关于‘极限的本质’他仍未描述清楚。
为了排除极限概念中的直观痕迹,维尔斯特拉斯提出了极限的静态的抽象定义,给微积分提供了严格的理论基础。所谓 ,就是指:“如果对任何 ,总存在自然数N,使得当 n>N时,不等式 恒成立”。
’极限思想’方法,是数学分析乃至全部高等数学必不可少的一种重要方法,也是‘数学分析’与在‘初等数学’的基础上有承前启后连贯性的、进一步的思维的发展。数学分析之所以能解决许多初等数学无法解决的问题,正是由于其采用了‘极限’的‘无限逼近’的思想方法.
参考资料百度百科-极限
证明如下:
假设存在a,b两个数都是函数f(x)当x→x。的极限,且a<b,任意给定ε>0。
总存在一个δ1>0,当0<丨x-x。丨<δ1时,使得丨f(x)-a丨<ε成立。
总存在一个δ2>0,当0<丨x-x。丨<δ2时,使得丨f(x)-b丨<ε成立。
上面的不等式可以等价变换为a-ε<f(x)<a+ε①和b-ε<f(x)<b+ε②。
令δ=min{δ1,δ2},当0<丨x-x。丨<δ时。①,②两个不等式同时成立。
因为①,②两个不等式同时成立,所以①式右端必定大于或等于②式左端。
即:b-ε≤a+ε,移项得:(b-a)/2≤ε,因为(b-a)/2是一个确定大小的正数,所以这个结论与极限的定义:ε可以任意小矛盾,所以假设不成立,因此不存在a,b两个数都是f(x)的极限,除非a=b矛盾才不会出现。
扩展资料
函数极限的定义是:设函数f(x)在点x.的某一去心邻域内有定义,如果存在常数A,对于任意给定的正数ε(无论它多么小),总存在正数δ ,使得当x满足不等式0。
参考资料:百度百科-极限
|f(x)-A|<ε
那么常数A就叫做函数f(x)当x→x。时的极限。
下面根据上面的定义证明唯一性。 反证法, 假设另外还存在一个A1为f(x)在x0处的极限,且 |A1-A|>0.
取定义中的 ε=|A1-A|/2,
存在正数δ1 ,使得当x满足不等式0<|x-x。|<δ1 时,对应的函数值f(x)都满足不等式:
|f(x)-A|<ε
存在正数δ2 ,使得当x满足不等式0<|x-x。|<δ2 时,对应的函数值f(x)都满足不等式:
|f(x)-A1|<ε
设 δ=min(δ1,δ2), 即为δ1,δ2中小的那个。则当x满足不等式0<|x-x。|<δ 时,对应的函数值f(x)都满足不等式:
|f(x)-A|<ε和 |f(x)-A1|<ε
于是 |A-A1| <= |A-f(x)| + |f(x)-A1| < 2ε = |A1-A|.
矛盾! 所以极限唯一。
祝学业有成。
假设存在a,b两个数都是函数f(x)当x→x。的极限,且a<b,根据极限的柯西定义,有如下结论:
任意给定ε>0(要注意,这个ε是对a,b都成立)。
总存在一个δ1>0,当0<丨x-x。丨<δ1时,使得丨f(x)-a丨<ε成立。
总存在一个δ2>0,当0<丨x-x。丨<δ2时,使得丨f(x)-b丨<ε成立。
上面的不等式可以等价变换为a-ε<f(x)<a+ε①和b-ε<f(x)<b+ε②。
令δ=min{δ1,δ2},当0<丨x-x。丨<δ时。①,②两个不等式同时成立。
因为①,②两个不等式同时成立,所以①式右端必定大于或等于②式左端。
即:b-ε≤a+ε,移项得:(b-a)/2≤ε,因为(b-a)/2是一个确定大小的正数,所以这个结论与极限的定义:“ε可以任意小”矛盾,所以假设不成立,因此不存在a,b两个数都是f(x)的极限,除非a=b矛盾才不会出现。
倘若是x趋于无穷大时的唯一性证明可以参看高数书数列极限唯一性证明,证法完全一样。
证毕。
lim Xn=a lim Xn=b
由定义:
任意ε>0,存在N1>0,当n>N1,有|Xn-a|<ε/2
对上述ε>0,存在N2>0,当n>N2,有|Xn-b|<ε/2
因此,取N=max{N1,N2}
对上述ε>0,存在N>0,当n>N,有|Xn-a|<ε且|Xn-b|<ε/2
而,|b-a|=|Xn-a-Xn+b|<|Xn-a|+|Xn-b|<ε/2+ε/2=ε
故,a=b
保号性:
lim xn=a>0
由定义:
任意ε>0,存在N>0,当n>N,有|xn-a|<ε
由ε的任意性可知,上定义对任何ε都成立
不妨取ε=a/2
则有,|xn-a|<a/2
即,a/2<xn<3a/2
故有:
存在N>0,当n>N,有xn>a/2
同理可证a<0的情况
保号性的意义:
如果有一个数列an,其极限lim an=a>0
那么,我们可以知道,必定存在一个N,当n>N,所有的an>0
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