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数学知识体系

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⌕2026/8/31
概念

函数极限

单侧极限、无穷小比较与函数连续性,复合函数极限与连续函数的中值性质是基本结果。

所属主题:数学分析 ↗
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当前概念

函数极限数学分析

01定义

函数极限以 ε-δ 语言刻画:xx 充分接近 aa 时 f(x)f(x) 充分接近 LL。单侧极限、无穷极限与无穷小比较构成极限计算的全套工具;连续即「极限值等于函数值」。
a L x 落入 a 的 δ 邻域 ⇒ f(x) 落入 L 的 ε 邻域
ε-δ 定义:横轴的 δ 窗口映到纵轴的 ε 窗口

02核心要点

01

左右极限与间断

极限存在   ⟺  \iff 左右极限存在且相等;跳跃、可去、无穷三类间断点由单侧极限的形态分类。

02

无穷小比较

o,O,∼o, O, \sim 记号量化趋于零的速度:sin⁡x∼x\sin x\sim x,1−cos⁡x=O(x2)1-\cos x=O(x^2)——等价无穷小替换是极限计算的高速通道。

03

连续的后果

闭区间连续函数的三件宝:介值定理(取遍中间值)、最值定理、一致连续性——拓扑性质首次登场。

03关键公式

lim⁡x→af(x)=L  ⟺  ∀ε>0,∃δ>0, 0<∣x−a∣<δ⇒∣f(x)−L∣<ε\lim_{x\to a}f(x)=L\iff\forall\varepsilon>0,\exists\delta>0,\,0<|x-a|<\delta\Rightarrow|f(x)-L|<\varepsilon

04历史沿革

柯西 1821 年以「无穷小」叙述,魏尔斯特拉斯改写为 ε-δ 形式;狄利克雷给出现代函数定义,使极限摆脱几何直觉的束缚。

05应用与延伸

数值方法的稳定性分析、控制系统的小信号近似、概率论的极限定理(大数定律的 ε-δ 式陈述)都建立在这一语言上。

06交互演示

函数极限:ε-δ 定义拖动 ε:缩小水平带,必存在 δ 邻域使曲线落在带内

07相关概念