极限的四则运算(数列极限、函数极限)
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极限四则运算法则由极限定义来求极限是不可取的,也是不行的,因此需寻求一些方法来求极限。
定理1:若B x g A x f ==)(lim ,)(lim ,则)]()(lim[x g x f ±存在,且)(lim )(lim )]()(lim[x g x f B A x g x f ±=±=±。
证明: 只证B A x g x f +=+)]()(lim[,过程为0x x →,对0,01>∃>∀δε,当100δ<-<x x 时,有2)(ε<-A x f ,对此ε,02>∃δ,当200δ<-<x x 时,有2)(ε<-B x g ,取},m in{21δδδ=,当δ<-<00x x 时,有εεε=+<-+-≤-+-=+-+22)()())(())(()())()((B x g A x f B x g A x f B A x g x f所以B A x g x f x x +=+→))()((lim 0。
其它情况类似可证。
注:本定理可推广到有限个函数的情形。
定理2:若B x g A x f ==)(lim ,)(lim ,则)()(lim x g x f ⋅存在,且)(lim )(lim )()(lim x g x f AB x g x f ⋅==。
证明:因为B x g A x f ==)(lim ,)(lim ,⇒,)(,)(βα+=+=B x g A x f (βα,均为无穷小))())(()()(αβαββα+++=++=⇒B A AB B A x g x f ,记αβαβγ++=B A , γ⇒为无穷小, AB x g x f =⇒)()(lim 。
推论1:)(lim )](lim[x f c x cf =(c 为常数)。
推论2:n n x f x f )]([lim )](lim [=(n 为正整数)。
极限四则运算:
定义:所谓的极限四则运算法则:需要具有两个极限同时存在,如果有一个极限自身不存在的时候,四则运算法则无法成立。
性质:唯一性:若数列的极限存在,则极限值是唯一的,且它的任何子列的极限与原数列的相等。
有界性:如果一个数列’收敛‘(有极限),那么这个数列一定有界。
保不等式性:设数列{xₙ} 与{yₙ}均收敛。
若存在正数N ,使得当n>N时有xₙ≥yₙ,则(若条件换为xₙ>yₙ,结论不变)。
和实数运算的相容性:如果两个数列{xₙ} ,{yₙ} 都收敛,那么数列{x ₙ+yₙ}也收敛,而且它的极限等于{xₙ} 的极限和{yₙ} 的极限的和。
其中我们可以设:limf(x)和limg(x)存在
令:limf(x)=A,limg(x)=B,其中,B≠0;c是一个常数
备注:四则运算可以相互带入数值进行互算,第四带入数值B不能为0不然等式不能成立。