§ 3. Пределы при непрерывном приближении
1. Введение.
Общие определения. В § 2, пункт 1, нам удалось дать точное определение утверждению: «последовательность
(т. е. функция
целого переменного
) имеет предел а при
стремящемся к бесконечности». Теперь мы дадим соответствующее определение утверждению: «функция
непрерывной переменной х имеет предел а при стремлении х к значению
В интуитивной форме понятие предела при непрерывном приближении независимого переменного х употреблялось уже в § 1, пункт 5, когда нужно было установить, непрерывна ли рассматриваемая функция в данной точке.
Рис. 168.
Начнем опять с частного примера. Функция
определена для всех значений х, неравных нулю; при этом последнем значении х знаменатель уничтожается. Если мы вычертим график функции
для значений х в окрестности точки 0, то станет очевидным, что при х, «стремящемся» к 0 с любой стороны, соответствующие значения
«стремятся» к пределу 1. Для того чтобы дать точное описание этого факта, найдем явную формулу разности Между значением функции
и постоянного числа 1:
Если мы условимся рассматривать лишь значения х, близкие к 0, но не Равные самому нулю (для которого функция
даже не определена), Мы можем разделить числитель и знаменатель на
и получить более Простую формулу
Ясно, что эту разность мы можем сделать сколь угодно малой, ограничивая изменение переменной х достаточно малой окрестностью значения
Так, например, при
имеем
при
имеем
Вообще: если
есть некоторое положительное число, то, как бы мало оно ни было, разность между
и 1 будет меньше чем
если только расстояние точки х от точки 0 меньше числа
В самом деле, если
то
Аналогия с нашим определением предела последовательности полная. На стр. 337 мы дали определение: последовательность
имеет предел а при
стремящемся к бесконечности, если каждому положительному числу
как бы мало оно ни было, можно поставить в соответствие такое целое
(зависящее от
), что неравенство
выполняется для всех
удовлетворяющих неравенству
В случае функции
непрерывного переменного х при х, стремящемся к некоторому конечному значению
мы просто слова «достаточно большое
(что характеризуется числом
заменяем словами «достаточно близко к 1» (что характеризуется числом
и приходим к следующему определению предела при непрерывном приближении, впервые данному Коши около
функция
имеет предел а, когда х стремится к значению
если каждому положительному числу
как бы мало оно ни было, можно поставить в соответствие такое положительное число 5 (зависящее от
), что
для всех значений
удовлетворяющих неравенству
Если это имеет место, принято писать: