Переменная как упорядоченное числовое множество. Предел переменной. Бесконечно малые и бесконечно большие величины. Предел функции
Переменная величина определяется не только множеством тех числовых значений, которые она принимает, но и тем порядком, в котором они следуют друг за другом. Поэтому в математическом анализе переменная рассматривается как множество чисел, расположенных в известной последовательности, m. е. как упорядоченное числовое множество.
Простейшим частным случаем переменной является такая величина
, последовательные значения которой могут быть перенумерованы:
.
Такое простейшего вида упорядоченное числовое множество называется числовой последовательностью.
I. Число
называется пределом переменной
, если абсолютное значение их разности
для всех значений
, следующих за некоторым значением
, будет меньше любого заранее данного положительного числа
, как бы мало оно ни было.
II. Переменная
называется бесконечно малой, если все ее значения, следующие за некоторым значением
, по абсолютному значению будут меньше любого заранее данного положительного числа
, как бы мало оно ни было.
III. Переменная
называется бесконечно большой, если все ее значения, следующие за некоторым значением
, по абсолютному значению будут больше любого заранее данного положительного числа
, как бы велико оно ни было.
Если число
есть предел переменной
, то говорят, что
стремится к
и пишут:
, или
.
Бесконечно большая величина
не имеет предела, однако для сокращения речи и записей условно говорят, что
стремится к бесконечности, или предел
равен бесконечности, и пишут
, или
.
Говорят и пишут также, что
, или
, если все значения бесконечно большой
, следующие за некоторым значением
, сохраняют положительный или отрицательный знак.
Из определений предела переменной, бесконечно малой и бесконечно большой величин следует:
1) предел бесконечно малой равен нулю (т. е. если
- бесконечно малая, то
, или
);
2) разность между переменной и ее пределом есть величина бесконечно малая (т. е. если
, то
);
3) величина, обратная бесконечно большой, есть бесконечно малая (т.е. если
, то
);
4) величина, обратная бесконечно малой, есть бесконечно большая (т. е. если
,
).
Если
когда
не совпадая с
, то число
называется пределом функции
в точке
.
Предел функции можно определить иначе, не ссылаясь на определение предела переменной: Число
называется пределом функции
при
(в точке
), если для каждого числа можно найти такое число , что
будет меньше
, когда
, при
, меньше
.
Если число
есть предел функции
при
, стремящемся к
, то пишут:
, когда
стремится к
произвольным способом;
, когда
стремится к
слева, оставаясь меньше
;
, когда
стремится к
справа, оставаясь больше
.
Замечание. Если
, то вместо 0+0 (0-0) пишут просто +0 (-0).
При этом, если существует предел функции, когда
произвольным способом, то существуют и будут с ним одинаковы односторонние пределы функции, когда
только слева или только справа, т. е.
если
, то
.
Если же односторонние пределы различны или хотя бы один из них не существует, то не существует и предел функции при
произвольным способом, т. е.
если
, то
не существует.

