无穷小与无穷大

至此,我们学习了七种极限,这也是本书要学习的所有极限了,其中数列极限也可以看作自变量为的函数极限,如下表所示。其实这些极限区别不大,后面很多性质往往对所有极限都成立,所以有时也会用来指代它们。

下面我们要开始学习极限的各种性质,最终完成对极限的计算。

1 无穷小
对于函数,如果满足则称函数为此自变量变化过程(指等)的 无穷小

比如下图左侧所示的,根据上述定义可以说数列时的无穷小。再比如下图右侧所示的,可以说时的无穷小。

两个无穷小之和是无穷小。

比如已知,那么根据上述定理可知,如下图所示。

有界函数与无穷小的乘积是无穷小。

比如已知;又知是去心邻域内的有界函数,那么根据上述定理可知。如下图所示。

有界

2 无穷大
设函数上有定义,
  • 无限增大,则称时的 正无穷大 ,记作
  • 无限减小,则称时的 负无穷大 ,记作
  • 无限增大,则称时的 无穷大 ,记作

下图展示了上述的三种无穷大。

3 无穷小与无穷大
在自变量的同一变化过程中:
  • 为无穷小,且在相应的局部有,则为无穷大。该结论也记作
  • 为无穷大,则为无穷小。该结论也记作

举例说明一下上述定理。比如前面提到过的,如下图左侧所示,可见在无限地趋近于。那么容易理解,其倒数数列,如下图右侧所示,可见在无限远离,从而有

上述定理中“在相应的局部有”需要强调一下,比如我们知道有以及上有界,根据“有界函数与无穷小的乘积是无穷小”,所以对于这两者相乘得到的函数,其满足,如下图所示。但由于在的过程中,或者说随便找一个,在的左侧以及的右侧不断有,也就是下图中的红点。所以的过程中并非总是有定义的,所以不是时的无穷大。

时不断有

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