一,柯西数列极限的问题

上一节柯西大神将“线性近似”的过程通过数学语言定义了出来,其中关于最终极限的定义,他是这样描述的:

若某数列无限接近于某实数,与某实数的差值可以无限小,则称该实数为数列的极限

从这个定义中,我们还是无法知道怎么去求一个数列的极限。根本原因还是因为这个定义不够清晰,因而需要针对极限一个更精确的定义。

二,魏尔斯特拉斯极限定义

经过了一段时间的发展,有位大数学家魏尔斯特拉斯在巨人的肩膀上又前进了一步,他用数学语言精准地定义了极限这个概念。

先来捋一下他的定义思路,若要说一个数列无限接近一个实数,也就是与这个实数的差值会无限小,到底能有多小呢?能小于1吗?能小于0.5吗?依次将差值逐渐减小,是不是都能找到数列中有值满足这个条件?从这个角度出发,得到了数列极限的精确定义

对于一个数列 , 若对于 , , 当n>N时,满足 ,则称L为 的极限

也就是说对于给定一个差值,总能找到无穷个值在2倍差值内,有限个值在范围外,此时就称这个数列有极限。

三,根据极限定义来求解极限

上述的极限定义给出了极限的计算方法,总结下来是三步走:猜测,验证,得出结论。

具体来说就是:先通过观察数列 的通项公式,找出规律,然后由规律猜测一个极限值后,通过极限定义中的方法去不断验证,最终证实猜测值确实是极限值

四,极限定义的推广

有了数列极限的定义后,更为常用的是函数极限。仿照数列极限的定义,也可以定义出函数极限。

函数因为是连续的,它的极限分为两种:趋近于某点的函数极限以及趋近于无穷的函数极限。

趋近于某点的函数极限

对于函数f(x), 若对于 , , 使的 时,满足 , 则称L为f(x)趋近于 的极限

从左右不同方向来趋近时,会有左极限与右极限的定义

趋近于无穷的函数极限

对于函数f(x), 若对于 , , 当 时,满足 , 则称L是f(x)趋于无穷的极限

趋近无穷的函数极限也分为趋于正无穷与趋于负无穷

总结

通过将“线性近似”这一概念不断地去深究,逐渐用数学的语言将它的逼近“过程”,“极限”这两个重要概念描述出来,也就是进行了数学化。从这之后,这为求解极限奠定了基础,给我们提供了一个支点,可以逐渐撬起微积分这门学科,看出它的庐山真面目。