极限存在准则两个重要极限公式

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极限存在准则两个重要极限公式
首先,我们来介绍极限保号公式。

设函数f(x)在点a的一些邻域内
有定义,如果存在常数M>0,使得对于任意的x∈(a-h,a+h)(h>0),都有,f(x),≤M,则称M为f(x)在点a处的一个保号常数。

现在我们来证
明极限保号公式:
假设f(x)在其中一点a的一些邻域内有定义,并且存在常数M>0,使
得对于任意的x∈(a-h,a+h)(h>0),都有,f(x),≤M。

如果limx→a
f(x)=L存在,那么L也满足,L,≤M。

证明:由于limx→a f(x)=L存在,那么对于任意的ε>0,存在δ>0,使得对于任意的x∈(a-h,a+h)(h>0),如果0<,x-a,<δ,那么有,
f(x)-L,<ε。

现在我们取ε=M,那么存在δ>0,使得对于任意的
x∈(a-h,a+h),如果0<,x-a,<δ,那么有,f(x)-L,<M。

这说明,对于任意的x∈(a-h,a+h),如果0<,x-a,<δ,那么有,
f(x),=,f(x)-L+L,≤,f(x)-L,+,L,<M+,L。

我们再取任意的x∈(a-h,a+h),如果0<,x-a,<δ,那么有,f(x),≤M+,L,但是我们已经知道,在点a的一些邻域内存在保号常数M>0,
使得对于任意的x∈(a-h,a+h),都有,f(x),≤M。

所以有,L,≤M。

这就是极限保号公式的证明。

接下来我们来介绍夹逼准则。

设函数f(x)、g(x)、h(x)在点a的一
些邻域内有定义,并且对于任意的x∈(a-h,a+h)(h>0),都有
g(x)≤f(x)≤h(x)。

如果limx→a g(x)=limx→a h(x)=L存在,那么
limx→a f(x)=L也存在。

证明:对于任意的ε>0,由于limx→a g(x)=L存在,那么存在
δ1>0,使得对于任意的x∈(a-h,a+h),如果0<,x-a,<δ1,那么有,
g(x)-L,<ε。

同样地,由于limx→a h(x)=L存在,那么存在δ2>0,使
得对于任意的x∈(a-h,a+h),如果0<,x-a,<δ2,那么有,h(x)-L,
<ε。

我们取δ=min{δ1, δ2},那么对于任意的x∈(a-h,a+h),如果0<,x-a,<δ,就有同时满足0<,x-a,<δ1和0<,x-a,<δ2、根据夹逼法则,我们有g(x)≤f(x)≤h(x),所以有,g(x)-L,<,f(x)-L,<,h(x)-L。

由于0<,x-a,<δ1和0<,x-a,<δ2同时成立,所以,g(x)-L,<ε和,h(x)-L,<ε同时成立。

综上所述,对于任意的x∈(a-h,a+h),我们都有,g(x)-L,<ε和,
h(x)-L,<ε,所以有,f(x)-L,<ε。

这就证明了limx→a f(x)=L。

总结一下,极限存在准则是判断一个函数在其中一点上是否存在极限
的重要工具。

其中,极限保号公式用来判断函数的保号性质是否对极限的
值也成立,夹逼准则用来判断函数在其中一点上的极限是否存在。

这两个
公式在数学分析中有着广泛的应用。

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