无穷大量和无穷小量
无穷大量
我们先来看一个例子:
已知函数
,当x→0时,可知
,我们把这种情况称为
趋向无穷大。为此我们可定义如下:设有函数y=
,在x=x0的去心邻域内有定义,对于任意给定的正数N(一个任意大的数),总可找到正数δ,当
时,
成立,则称函数当
时为无穷大量。
记为:
(
表
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示为无穷大量,实际它是没有极限的)
同样我们可以给出当x→∞时,
无限趋大的定义:设有函数y=
,当x充分大时有定义,对于任意给定的正数N(一个任意大的数),总可以找到正数M,当
时,
成立,则称函数当x→∞时是无穷大量,记为:
。
无穷小量
以零为极限的变量称为无穷小量。
定义:设有函数
,对于任意给定的正数ε(不论它多么小),总存在正数δ(或正数M),使得对于适合不等式
(或
)的一切x,所对应的函数值满足不等式
,则称函数
当
(或x→∞)时为无穷小量.
记作:
(或
)
注意:无穷大量与无穷小量都是一个变化不定的量,不是常量,只有0可作为无穷小量的唯一常量。无穷大量与无穷小量的区别是:前者无界,后者有界,前者发散,后者收敛于0.无穷大量与无穷小量是互为倒数关系的.。
关于无穷小量的两个定理
定理一:如果函数
在
(或x→∞)时有极限A,则差
是当
(或x→∞)时的无穷小量,反之亦成立。
定理二:无穷小量的有利运算定理
a):有限个无穷小量的代数和仍是无穷小量;b):有限个无穷小量的积仍是无穷小量;c):常数与无穷小量的积也是无穷小量.
无穷小量的比较
通过前面的学习我们已经知道,两个无穷小量的和、差及乘积仍旧是无穷小.那么两个无穷小量的商会是怎样的呢?好!接下来我们就来解决这个问题,这就是我们要学的两个无穷小量的比较。
定义:设α,β都是
时的无穷小量,且β在x0的去心领域内不为零,
a):如果
,则称α是β的高阶无穷小或β是α的低阶无穷小;
b):如果
,则称α和β是同阶无穷小;
c):如果
,则称α和β是等价无穷小,记作:α∽β(α与β等价)
例:因为
,所以当x→0时,x与3x是同阶无穷小;
因为
,所以当x→0时,x2是3x的高阶无穷小;
因为
,所以当x→0时,sinx与x是等价无穷小。
等价无穷小的性质
设
,且
存在,则
.
注:这个性质表明:求两个无穷小之比的极限时,分子及分母都可用等价无穷小来代替,因此我们可以利用这个性质来简化求极限问题。
例题:1.求
解答:当x→0时,sinax∽ax,tanbx∽bx,故:
例题:2.求
解答:
注:
注:从这个例题中我们可以发现,作无穷小变换时,要代换式中的某一项,不能只代换某个因子。
函数的一重要性质——连续性
在自然界中有许多现象,如气温的变化,植物的生长等都是连续地变化着的.这种现象在函数关系上的反映,就是函数的连续性
在定义函数的连续性之前我们先来学习一个概念——增量
设变量x从它的一个初值x1变到终值x2,终值与初值的差x2-x1就叫做变量x的增量,记为:△x即:△x=x2-x1增量△x可正可负.
我们再来看一个例子:函数
在点x0的邻域内有定义,当自变量x在领域内从x0变到x0+△x时,函数y相应地从
变到
,其对应的增量为:
这个关系式的几何解释如下图:
现在我们可对连续性的概念这样描述:如果当△x趋向于零时,函数y对应的增量△y也趋向于零,即:
,那末就称函数
在点x0处连续。