Предел функции
Будем рассматривать общий случай: векторную функцию векторного аргумента: или .
Существует два определения предела функции:
-по Гейне (на языке последовательностей);
-по Коши (на языке «ε-δ»-окрестностей).
Определение предела функции по Гейне:
Пусть и - предельная точка множества . Вектор называется пределом функции при , если для любой последовательности , , соответствующая последовательность значений функции всякий раз сходится к .
Для предела используют обозначение: .
Определение сохраняет смысл для числовой функции, если , и для числовой функции числового аргумента, когда .
Определив предел функции через предел последовательности, мы можем использовать все теоремы, касающиеся предела последовательности.
Пример 1. Покажем, что . Для любой последовательности , по теореме об арифметических свойствах предела последовательности имеем:
Определением предела функции по Гейне очень удобно пользоваться при доказательстве отсутствия предела функции.
Чтобы доказать, что , достаточно указать хотя бы одну последовательность , и такую, что .
Пример 2. Докажем, что . Пусть , . Тогда
.
Если же потребуется доказать, что не существует, то необходимо выбрать две различные последовательности , , , и такие, что .
Пример 3.Покажем, что не существует .
Выберем и из условий:
,
При этом .
Пример 4. Покажем, что функция Дирихле не имеет предела ни в одной точке .
Пусть - произвольно, а , , тогда , -последовательность иррациональных чисел, , тогда . Таким образом, .