
【计】 unilateral limit
【医】 hemi-
limit; terminal; the maximum; utmost
【化】 limit(ing) point
在数学分析中,单侧极限(One-Sided Limit)用于描述函数在某一点仅从左侧或右侧趋近时的极限行为。这一概念对理解函数局部特性具有重要意义。
1. 左极限(Left-Hand Limit)
记作$lim{x to a^-} f(x)$,表示当$x$从小于$a$的方向无限接近$a$时,函数$f(x)$的趋近值。例如分段函数$f(x)=begin{cases} x+1 & x<02x & x geq 0 end{cases}$在$x=0$处的左极限为$lim{x to 0^-} f(x)=1$。
2. 右极限(Right-Hand Limit)
记作$lim{x to a^+} f(x)$,描述$x$从大于$a$的方向趋近于$a$时的函数行为。上述同一函数在$x=0$处的右极限为$lim{x to 0^+} f(x)=0$。
3. 存在条件
单侧极限存在的充分必要条件是左、右极限存在且相等。若二者不等(如上述案例),则称该点处极限不存在。
实际应用
该概念在工程建模和物理学中有广泛应用,如分析电子信号突变点特性。国际数学联盟(IMU)将其列为微积分基础概念之一,相关定义可见于《数学分析原理》(Principles of Mathematical Analysis)。
单侧极限是微积分中分析函数局部性质的重要概念,主要用于描述函数在某一点某一侧的趋近行为。具体可分为以下两类:
当自变量 (x) 从左侧无限趋近于某点 (a) 时,函数 (f(x)) 的极限值称为左极限,记为: $$ lim_{x to a^-} f(x) = L $$ 示例:对于函数 (f(x) = begin{cases} x+1 & x < 0 2x & x geq 0 end{cases} ),当 (x to 0^-)(即从负数方向趋近0)时,(f(x)) 的左极限为 (0 + 1 = 1)。
当自变量 (x) 从右侧无限趋近于某点 (a) 时,函数 (f(x)) 的极限值称为右极限,记为: $$ lim_{x to a^+} f(x) = M $$ 示例:上述同一函数中,当 (x to 0^+)(即从正数方向趋近0)时,(f(x)) 的右极限为 (2 times 0 = 0)。
注意:单侧极限仅关注趋近路径的某一侧,与函数在该点的实际取值无关。例如即使 (f(a)) 无定义,单侧极限仍可能存在。
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