1. 极限为无穷的情况:这是一种明显的极限不存在的情形。例如,考虑函数f(x) = 1/x,当x趋向于0时,f(x)的值趋向于无穷大。
2. 左右极限不相等的情况:考虑分段函数f(x) = x, x ≤ 0和f(x) = 1/x, x > 0。当x = 0时,左极限为0,而右极限为正无穷,因此左右极限不相等。
3. 没有确定的函数值的情况:例如,考虑函数f(x) = sin(x),当x趋向于0时,f(x)的值在0和1之间振荡,因此没有确定的极限值。
在处理难以直接求解的函数极限时,可以先判断极限是否存在。以下是几个常用的判定数列极限的定理:
夹逼定理:如果对于任意的x属于某个去心邻域U(Xo, r),都有g(x) ≤ f(x) ≤ h(x)成立,并且g(x)和h(x)的极限都是A,那么f(x)的极限也存在,并且等于A。这个定理不仅能够证明极限存在,还可以用来求极限,尤其适用于放缩法。
单调有界准则:如果一个数列单调增加或有上界和下界,那么这个数列必定收敛。在应用夹逼定理或单调有界准则时,需要注意以下关键点:首先,应先用单调有界定理证明数列收敛,然后才能求出极限值。其次,找到的极限值相同的函数应满足极限值趋于同一方向,这样才能证明或求得函数的极限值。
柯西准则:数列收敛的充分必要条件是对于任意的ε > 0,都存在一个正整数N(ε),使得当n > N和m > N时,都有|am - an| < ε成立。