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在微积分的课本中,经常可以见到这种问题:

你可能会说,为什么分子分母都有(x-1)呢?

很明显,分母不能为0,如果函数x=1时,是没有定义的。如果把(x-1)消掉,仅仅用3x的话,实际上除了x=1有个空洞外,

它和y=3x是一样的,而在函数无定义处取极限是很有趣的。

书上的要求是要证明这个极限。但我们应该知道这个极限应该等于3。

我们来证明一下:

我们来用极限的定义。

证明:

如果给定一个0" class="mathcode" src="https://private.codecogs.com/gif.latex?%5Cepsilon%20%3E0" style="box-sizing: border-box; outline: 0px; max-width: 100%; word-break: break-all; cursor: zoom-in;">,存在一个 0" class="mathcode" src="https://private.codecogs.com/gif.latex?%5Cdelta%20%3E%200" style="box-sizing: border-box; outline: 0px; max-width: 100%; word-break: break-all; cursor: zoom-in;">,

记住,决定决定f(x)距极限值的距离。

只要x和极限点的距离,也就是x和1的距离小于。(记住,x不能正好取在极限点上,因为那里函数无定义)

这个函数值和极限值的距离也就是和3的距离。

接下来我们把作为突破口。我们先消掉(x-1)。这时你可能会说,我们不能这么做,当x不等于1才能消掉。

不用担心,现在是可以消去的,因为我们考虑只是x趋向于1,并不包括x=1。

我们来化简:

我们得到了:

    (等价于)     

也就是说,当x和1的距离小于时,这个式子成立。

所以我们可以取为我们的,记住,关键点在于:给出一个,也就是给定一个距离。

函数值和极限点的距离小于给出的数,也就是函数值至少和极限值相距那么近。

就是函数值和极限值的距离。那么根据我们得到的,我们可以说:

当x和1的距离(或者可以说x和极限点的距离)小于的时候才能满足要求。所以完成了这个数学证明过程。

我把这个方程画出来,有助于理解:

假设时,我们得到:

如果想函数和极限值的距离不超过1,也就是说,所以这段距离是1,如图:

确保函数值和极限值的距离不超过1,只需要取它的三分之一。也就是x和1这段距离是它的三分之一。

或者这么说,把放入图中,可以得到如图:

这样就完成了证明,因为这意味着无论给出什么都可以找到一个,因为无论给出的是多少,总可以找到对应的

所以这就是利用极限的定义。证明了该函数,当x趋近1时的极限值是3。


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