先不背公式,看一次变化

极限,看的是
「靠近谁」。

先想一个简单规则:输入一个数,把它乘以 2。
输入越来越接近 1,结果会接近几?

让一个数,慢慢靠近 1

规则:输入 × 2 = 结果
输入的数0.75
× 2
得到的结果1.5

输入离 1 还有 0.25,结果离 2 还有 0.5。

图上的点,就是你现在的输入和结果。

横着看输入,竖着看结果。虚线交点是我们正在接近的位置。
你刚才看到的,就是极限

输入靠近 1,
结果就靠近 2。

所以我们说:当输入趋近 1 时,结果的极限是 2。
无论从 1 的左边还是右边靠近,这个例子的结果都靠近 2。

输入0.90.990.999→ 1
结果1.81.981.998→ 2
再认识课本里的写法

同一句话,
换成数学符号。

这里把输入叫作 x,把结果叫作 f(x)。
“乘以 2”这个规则,就是函数 f(x) = 2x。

limx → 12x = 2

lim 表示“极限”
x → 1 表示“输入越来越接近 1”

现在,可以理解定义了

不管要求结果有多接近,
都能让输入足够接近。

在刚才的例子中:如果你希望结果离 2 不到 0.1,
只要让输入离 1 不到 0.05,就能保证做到。要求再高,也能找到对应的范围。

关键是:不管要求多精确,都能保证做到。

课本里的 ε、δ 是什么?展开看看

它们只是两个距离的名字。ε(epsilon)是允许的结果误差,δ(delta)是选定的输入距离。先提出误差要求,再选一个足够小的输入范围。

结果允许的范围输入选定的范围
范围边界不包含在内;输入等于 1 的那个点,也不参与极限的判断。

结果离 2 不到 0.40

输入离 1 不到 0.200

这个范围满足要求

不是只检查几个点:选好范围后,里面每一个合条件的输入,都必须让结果满足要求。

极限一定等于那个点的值吗?展开看看

不一定。极限看的是附近,不是这一点。

假设除了输入恰好为 1 时,结果被单独规定成 100,其余输入仍然都乘以 2。那么输入靠近 1 时,结果依然靠近 2,极限还是 2。

“趋近 2”也不表示“永远不能等于 2”。极限关心的是能否保证足够接近。