Перейти к содержанию

Предел функции в точке

Математика Алгебра Сложность 2/5

Начало урока

1. Мотивация — Зачем нам нужны пределы?

Главный вопрос

К какому значению стремится функция, когда её аргумент приближается к определённой точке — даже если функция не определена в этой точке или её значение там «неправильное»?

1.1 Функция, не определённая в точке

Рассмотрим функцию:

$$ f(x) = \frac{x^2 - 1}{x - 1} $$

При $x = 1$ знаменатель равен нулю, поэтому $f(1)$ не определено. Однако для любого $x \neq 1$ мы можем разложить на множители:

$$ f(x) = \frac{(x-1)(x+1)}{x-1} = x + 1 \quad (x \neq 1) $$

Когда $x$ приближается всё ближе и ближе к $1$, значение $f(x)$ приближается всё ближе и ближе к $2$. Мы записываем:

$$ \lim_{x \to 1} \frac{x^2 - 1}{x - 1} = 2 $$

Предел отражает тенденцию функции вблизи точки, а не её значение в самой точке.

1.2 Функция, значение которой не совпадает с тенденцией

Определим кусочную функцию:

$$ g(x) = \begin{cases} x + 1 & \text{if } x \neq 1 \\ 5 & \text{if } x = 1 \end{cases} $$

Здесь $g(1) = 5$, но для всех соседних точек $g(x) = x + 1 \to 2$. Поэтому $\lim_{x \to 1} g(x) = 2$, хотя $g(1) = 5$. Предел и значение функции различаются!

1.3 Графическое исследование

На интерактивном графике ниже показана функция $f(x) = \frac{x^2 - 1}{x - 1}$. Обратите внимание на «дырку» в точке $(1, 2)$ — функция там не определена, но график явно стремится к этой точке.

Интерактивная визуализация — доступна в полном уроке
Ключевая идея: Предел функции в точке зависит только от поведения функции вблизи этой точки, а не от того, что происходит в самой точке.

2. Определение через эпсилон–дельта ($\varepsilon$–$\delta$)

Формальное определение

Пусть $f$ определена на открытом интервале, содержащем $a$, за исключением, возможно, самой точки $a$. Мы говорим, что

$$ \lim_{x \to a} f(x) = L $$

если для любого $\varepsilon > 0$ существует такое $\delta > 0$, что

Продолжите этот урок на YourAIZone

В полном уроке — объяснение целиком, разобранные примеры, частые ошибки, тесты с мгновенной проверкой и ИИ-репетитор. Начните сразу как гость или создайте аккаунт, чтобы сохранять прогресс.

В полном уроке

  • Объяснение целиком
  • Разобранные примеры
  • Частые ошибки и как их избежать
  • Тестовые вопросы: 15
  • ИИ-репетитор, который отвечает на вопросы по теме
  • Отслеживание прогресса для ученика, родителей и учителя