Reaaliarvoisen yhden muuttujan funktion raja arvo LaMa 1U syksyllä 2011

Samankaltaiset tiedostot
Toispuoleiset raja-arvot

saadaan kvanttorien järjestystä vaihtamalla ehto Tarkoittaako tämä ehto mitään järkevää ja jos, niin mitä?

Reaaliarvoisen yhden muuttujan funktion derivaatta LaMa 1U syksyllä 2011

Johdatus matematiikkaan

Luku 2. Jatkuvien funktioiden ominaisuuksia.

Miten perustella, että joukossa A = {a, b, c} on yhtä monta alkiota kuin joukossa B = {d, e, f }?

Vastaus 1. Lasketaan joukkojen alkiot, ja todetaan, että niitä on 3 molemmissa.

saadaan kvanttorien järjestystä vaihtamalla ehto Tarkoittaako tämä ehto mitään järkevää ja jos, niin mitä?

Derivaattaluvut ja Dini derivaatat

Luku 4. Derivoituvien funktioiden ominaisuuksia.

Johdatus reaalifunktioihin P, 5op

Funktion raja-arvo ja jatkuvuus Reaali- ja kompleksifunktiot

Sinin jatkuvuus. Lemma. Seuraus. Seuraus. Kaikilla x, y R, sin x sin y x y. Sini on jatkuva funktio.

1 Määrittelyjä ja aputuloksia

Joukot. Georg Cantor ( )

Matematiikan tukikurssi

1 sup- ja inf-esimerkkejä

Injektio (1/3) Funktio f on injektio, joss. f (x 1 ) = f (x 2 ) x 1 = x 2 x 1, x 2 D(f )

Kuinka määritellään 2 3?

Sarjojen suppenemisesta

5 Differentiaalilaskentaa

Matematiikan tukikurssi

Analyysi 1. Harjoituksia lukuihin 1 3 / Syksy Osoita täsmällisesti perustellen, että joukko A = x 4 ei ole ylhäältä rajoitettu.

Täydellisyysaksiooman kertaus

1 Supremum ja infimum

Reaaliluvut. tapauksessa metrisen avaruuden täydellisyyden kohdalla. 1 fi.wikipedia.org/wiki/reaaliluku 1 / 13

DIFFERENTIAALI- JA INTEGRAALILASKENTA I.1. Ritva Hurri-Syrjänen/Syksy 1999/Luennot 6. FUNKTION JATKUVUUS

Positiivitermisten sarjojen suppeneminen

MS-A010{3,4} (ELEC*) Differentiaali- ja integraalilaskenta 1 Luento 3: Jatkuvuus

1. Olkoon f :, Ratkaisu. Funktion f kuvaaja välillä [ 1, 3]. (b) Olkoonε>0. Valitaanδ=ε. Kun x 1 <δ, niin. = x+3 2 = x+1, 1< x<1+δ

Funktiot. funktioita f : A R. Yleensä funktion määrittelyjoukko M f = A on jokin väli, muttei aina.

Talousmatematiikan perusteet: Luento 5. Käänteisfunktio Yhdistetty funktio Raja-arvot ja jatkuvuus

2 Funktion derivaatta

Matematiikan tukikurssi, kurssikerta 2

Tenttiin valmentavia harjoituksia

Induktiota käyttäen voidaan todistaa luonnollisia lukuja koskevia väitteitä, jotka ovat muotoa. väite P(n) on totta kaikille n = 0,1,2,...

Miten osoitetaan joukot samoiksi?

Tehtäväsarja I Tehtävät 1-5 perustuvat monisteen kappaleisiin ja tehtävä 6 kappaleeseen 2.8.

Matematiikan ja tilastotieteen laitos Reaalianalyysi I Harjoitus Malliratkaisut (Sauli Lindberg)

MAT Laaja Matematiikka 1U. Hyviä tenttikysymyksiä T3 Matemaattinen induktio

5 Funktion jatkuvuus ANALYYSI A, HARJOITUSTEHTÄVIÄ, KEVÄT Määritelmä ja perustuloksia

Matematiikka kaikille, kesä 2017

Tällöin on olemassa reaalilukuja c, jotka kuuluvat jokaiselle välille I n = [a n, b n ]. Toisin sanoen a n c b n kaikilla n.

Talousmatematiikan perusteet: Luento 5. Käänteisfunktio Yhdistetty funktio Raja-arvot ja jatkuvuus

Matematiikan johdantokurssi, syksy 2016 Harjoitus 11, ratkaisuista

Analyysi 1. Harjoituksia lukuihin 4 7 / Syksy Tutki funktion f(x) = x 2 + x 2 jatkuvuutta pisteissä x = 0 ja x = 1.

Sekalaiset tehtävät, 11. syyskuuta 2005, sivu 1 / 13. Tehtäviä

Analyysi I. Visa Latvala. 26. lokakuuta 2004

Poistumislause Kandidaatintutkielma

Matematiikan tukikurssi

5 Funktion jatkuvuus ANALYYSI A, HARJOITUSTEHTÄVIÄ, KEVÄT Määritelmä ja perustuloksia. 1. Tarkastellaan väitettä

MS-A0202 Differentiaali- ja integraalilaskenta 2 (SCI) Luento 2: Usean muuttujan funktiot

x > y : y < x x y : x < y tai x = y x y : x > y tai x = y.

Todistusmenetelmiä Miksi pitää todistaa?

Sisältö. Sarjat 10. syyskuuta 2005 sivu 1 / 17

reaalifunktioiden ominaisuutta, joiden perusteleminen on muita perustuloksia hankalampaa. Kalvoja täydentää erillinen moniste,

Joukot metrisissä avaruuksissa

Matemaattisten työvälineiden täydentäviä muistiinpanoja

Matematiikan peruskurssi 2

Derivaatasta ja derivoituvuudesta

Äärettömistä joukoista

Matemaattisen analyysin tukikurssi

2 Funktion derivaatta

4 Matemaattinen induktio

MS-A0207 Differentiaali- ja integraalilaskenta 2 (CHEM) Luento 2: Usean muuttujan funktiot

Äärettömät raja-arvot

DIFFERENTIAALI- JA INTEGRAALILASKENTA I.1 1. ALUKSI. Joukko-oppia

Cantorin joukon suoristuvuus tasossa

MS-A010{3,4} (ELEC*) Differentiaali- ja integraalilaskenta 1 Luento 4: Derivaatta

Oletetaan, että funktio f on määritelty jollakin välillä ]x 0 δ, x 0 + δ[. Sen derivaatta pisteessä x 0 on

1 sup- ja inf-esimerkkejä

Matematiikan tukikurssi

Analyysi I (mat & til) Demonstraatio IX

3 Derivoituvan funktion ominaisuuksia

Vieruskaverisi on tämän päivän luennolla työtoverisi. Jos sinulla ei ole vieruskaveria, siirry jonkun viereen. Esittäytykää toisillenne.

Konvergenssilauseita

MS-A0102 Differentiaali- ja integraalilaskenta 1

0 kun x < 0, 1/3 kun 0 x < 1/4, 7/11 kun 1/4 x < 6/7, 1 kun x 1, 1 kun x 6/7,

1 Reaaliset lukujonot

Determinantti 1 / 30

Matematiikan tukikurssi

JATKUVUUS. Funktio on jatkuva jos sen kuvaaja voidaan piirtää nostamatta kynää paperista.

Injektio. Funktiota sanotaan injektioksi, mikäli lähtöjoukon eri alkiot kuvautuvat maalijoukon eri alkioille. Esim.

802320A LINEAARIALGEBRA OSA I

BM20A0300, Matematiikka KoTiB1

1 Lineaariavaruus eli Vektoriavaruus

Luonnollisten lukujen ja kokonaislukujen määritteleminen

Tehtävänanto oli ratkaista seuraavat määrätyt integraalit: b) 0 e x + 1

Ortogonaaliprojektio äärellisulotteiselle aliavaruudelle

Analyysin peruslause

TAMPEREEN YLIOPISTO Luonnontieteiden kandidaatin tutkielma. Mika Kähkönen. L'Hospitalin sääntö

Lineaarikombinaatio, lineaarinen riippuvuus/riippumattomuus

MS-A010{3,4,5} (ELEC*, ENG*) Differentiaali- ja integraalilaskenta 1 Luento 2: Sarjat

Reaalifunktioista 1 / 17. Reaalifunktioista

Derivaatat lasketaan komponenteittain, esimerkiksi E 1 E 2

MS-A010{3,4} (ELEC*) Differentiaali- ja integraalilaskenta 1 Luento 2: Sarjat

Matematiikan tukikurssi

IV. TASAINEN SUPPENEMINEN. f(x) = lim. jokaista ε > 0 ja x A kohti n ε,x N s.e. n n

Johdatus diskreettiin matematiikkaan (syksy 2009) Harjoitus 3, ratkaisuja Janne Korhonen

HY, MTL / Matemaattisten tieteiden kandiohjelma Todennäköisyyslaskenta IIb, syksy 2017 Harjoitus 1 Ratkaisuehdotuksia

Transkriptio:

Neljännen viikon luennot Reaaliarvoisen yhden muuttujan funktion raja arvo LaMa 1U syksyllä 2011 Perustuu Trench in verkkokirjan lukuun 2.1. Esko Turunen esko.turunen@tut.fi

Funktion y = f (x) on intuitiivisesti ajatellen jatkuva (jollain reaalilukuvälillä) jos sen kuvaaja on katkeamaton käyrä. Tarkoituksena on esittää tämä asia puhtaan aksiomaattisesti. Asetamme ensin seuraavan

Funktion y = f (x) on intuitiivisesti ajatellen jatkuva (jollain reaalilukuvälillä) jos sen kuvaaja on katkeamaton käyrä. Tarkoituksena on esittää tämä asia puhtaan aksiomaattisesti. Asetamme ensin seuraavan Määritelmä (Funktion raja arvo) Tarkastellaan funktiota y = f (x), joka oletetaan olevan määritelty jossain pisteen x 0 ympäristössä (mutta ei välttämättä pisteessä x 0 ). Funktion raja arvo pisteessä x 0 on L R, jota merkitään lim x x0 f (x) = L, jos ɛ > 0 δ > 0 siten, että f (x) L < ɛ, kun 0 < x x 0 < δ.

Funktion y = f (x) on intuitiivisesti ajatellen jatkuva (jollain reaalilukuvälillä) jos sen kuvaaja on katkeamaton käyrä. Tarkoituksena on esittää tämä asia puhtaan aksiomaattisesti. Asetamme ensin seuraavan Määritelmä (Funktion raja arvo) Tarkastellaan funktiota y = f (x), joka oletetaan olevan määritelty jossain pisteen x 0 ympäristössä (mutta ei välttämättä pisteessä x 0 ). Funktion raja arvo pisteessä x 0 on L R, jota merkitään lim x x0 f (x) = L, jos ɛ > 0 δ > 0 siten, että f (x) L < ɛ, kun 0 < x x 0 < δ. Funktion raja-arvon löytäminen on helpompaa kuin asian todistaminen ɛδ tekniikalla. Esimerkki. [Yksityiskohdat liitutaululla] Todistetaan, että lim x 1 f (x) = 4 kun f (x) = x 2 + 2x + 1.

Teoreema (Raja arvon yksikäsitteisyys) Jos funktiolla f (x) on raja arvo pisteessä x 0, niin se on yksikäsitteinen. Todistus Tehdään vasta oletus: raja arvoja on kaksi kappaletta eli lim x x0 f (x) = L ja lim x x0 f (x) = K.

Teoreema (Raja arvon yksikäsitteisyys) Jos funktiolla f (x) on raja arvo pisteessä x 0, niin se on yksikäsitteinen. Todistus Tehdään vasta oletus: raja arvoja on kaksi kappaletta eli lim x x0 f (x) = L ja lim x x0 f (x) = K. Raja arvon määritelmän nojalla jokaista positiivista lukua ɛ kohti on olemassa positiiviset luvut δ 1 ja δ 2 siten, että f (x) L < ɛ ja f (x) K < ɛ kun 0 < x x 0 < min{δ 1, δ 2 }.

Teoreema (Raja arvon yksikäsitteisyys) Jos funktiolla f (x) on raja arvo pisteessä x 0, niin se on yksikäsitteinen. Todistus Tehdään vasta oletus: raja arvoja on kaksi kappaletta eli lim x x0 f (x) = L ja lim x x0 f (x) = K. Raja arvon määritelmän nojalla jokaista positiivista lukua ɛ kohti on olemassa positiiviset luvut δ 1 ja δ 2 siten, että f (x) L < ɛ ja f (x) K < ɛ kun 0 < x x 0 < min{δ 1, δ 2 }. Siten K L = K f (x) + f (x) L

Teoreema (Raja arvon yksikäsitteisyys) Jos funktiolla f (x) on raja arvo pisteessä x 0, niin se on yksikäsitteinen. Todistus Tehdään vasta oletus: raja arvoja on kaksi kappaletta eli lim x x0 f (x) = L ja lim x x0 f (x) = K. Raja arvon määritelmän nojalla jokaista positiivista lukua ɛ kohti on olemassa positiiviset luvut δ 1 ja δ 2 siten, että f (x) L < ɛ ja f (x) K < ɛ kun 0 < x x 0 < min{δ 1, δ 2 }. Siten K L = K f (x) + f (x) L K f (x) + f (x) L =

Teoreema (Raja arvon yksikäsitteisyys) Jos funktiolla f (x) on raja arvo pisteessä x 0, niin se on yksikäsitteinen. Todistus Tehdään vasta oletus: raja arvoja on kaksi kappaletta eli lim x x0 f (x) = L ja lim x x0 f (x) = K. Raja arvon määritelmän nojalla jokaista positiivista lukua ɛ kohti on olemassa positiiviset luvut δ 1 ja δ 2 siten, että f (x) L < ɛ ja f (x) K < ɛ kun 0 < x x 0 < min{δ 1, δ 2 }. Siten K L = K f (x) + f (x) L K f (x) + f (x) L = f (x) K + f (x) L < 2ɛ.

Teoreema (Raja arvon yksikäsitteisyys) Jos funktiolla f (x) on raja arvo pisteessä x 0, niin se on yksikäsitteinen. Todistus Tehdään vasta oletus: raja arvoja on kaksi kappaletta eli lim x x0 f (x) = L ja lim x x0 f (x) = K. Raja arvon määritelmän nojalla jokaista positiivista lukua ɛ kohti on olemassa positiiviset luvut δ 1 ja δ 2 siten, että f (x) L < ɛ ja f (x) K < ɛ kun 0 < x x 0 < min{δ 1, δ 2 }. Siten K L = K f (x) + f (x) L K f (x) + f (x) L = f (x) K + f (x) L < 2ɛ. Koska ɛ saa olla kuinka pieni positiivinen luku tahansa, merkitsee tämä, että pitää olla K = L. M.O.T.

Teoreema (Raja arvon laskusääntöjä) Jos lim x x0 f (x) = L ja lim x x0 g(x) = K, niin lim x x0 (f + g)(x) = L + K, lim x x0 (f g)(x) = L K, lim x x0 (fg)(x) = LK, lim x x0 f g (x) = L K kun K 0. Todistus Todistetaan malliksi kaava lim x x0 (f + g)(x) = L + K liitutaululla. Loput harjoitustehtävänä.

Teoreema (Raja arvon laskusääntöjä) Jos lim x x0 f (x) = L ja lim x x0 g(x) = K, niin lim x x0 (f + g)(x) = L + K, lim x x0 (f g)(x) = L K, lim x x0 (fg)(x) = LK, lim x x0 f g (x) = L K kun K 0. Todistus Todistetaan malliksi kaava lim x x0 (f + g)(x) = L + K liitutaululla. Loput harjoitustehtävänä. Voidaan helposti todistaa, että vakiofunktiolle f (x) = c on lim x x0 f (x) = c ja funktiolle f (x) = x on lim x x0 f (x) = x 0, ja edelleen tämän nojalla lim x x0 x n = x0 n. Lasketaan tämän perusteella liitutaululla lim x 2 9 x 2 x+1.

Funktiota f (x) = 2x sin x ei ole määritelty missään pisteen x = 0 ympäristössä [ a, a], a > 0, joten raja arvoa lim x o (f )(x) ei voi olla olemassa.

Funktiota f (x) = 2x sin x ei ole määritelty missään pisteen x = 0 ympäristössä [ a, a], a > 0, joten raja arvoa lim x o (f )(x) ei voi olla olemassa. Kuitenkin pätee, että kiinnittämällä positiivinen ɛ, kun 0 < x 0 < δ = ɛ 2, on f (x) = 2x sin x 0 < 2 ɛ 2 sin ɛ 2 < ɛ (mutta ei päde 0 < x 0 < δ.) Tämä johtaa seuraavaan

Funktiota f (x) = 2x sin x ei ole määritelty missään pisteen x = 0 ympäristössä [ a, a], a > 0, joten raja arvoa lim x o (f )(x) ei voi olla olemassa. Kuitenkin pätee, että kiinnittämällä positiivinen ɛ, kun 0 < x 0 < δ = ɛ 2, on f (x) = 2x sin x 0 < 2 ɛ 2 sin ɛ 2 < ɛ (mutta ei päde 0 < x 0 < δ.) Tämä johtaa seuraavaan Määritelmä (Funktion oikeanpuoleinen raja arvo) Tarkastellaan funktiota y = f (x), joka oletetaan olevan määritelty avoimella välillä (x 0, a) (mutta ei välttämättä pisteessä x 0 ). Funktion oikeanpuoleinen raja arvo pisteessä x 0 on L R, jota merkitään lim x x + f (x) = L, jos 0 ɛ > 0 δ > 0 siten, että f (x) L < ɛ, kun x 0 < x < x 0 + δ. Samoin asetetaan vasemmanpuoleisen raja arvon määritelmä

Määritelmä (Funktion vasemmanpuoleinen raja arvo) Tarkastellaan funktiota y = f (x), joka oletetaan olevan määritelty avoimella välillä (a, x 0 ) (mutta ei välttämättä pisteessä x 0 ). Funktion vasemmanpuoleinen raja arvo pisteessä x 0 on L R, jota merkitään lim x x f (x) = L, jos 0 ɛ > 0 δ > 0 siten, että f (x) L < ɛ, kun x 0 δ < x < x 0.

Määritelmä (Funktion vasemmanpuoleinen raja arvo) Tarkastellaan funktiota y = f (x), joka oletetaan olevan määritelty avoimella välillä (a, x 0 ) (mutta ei välttämättä pisteessä x 0 ). Funktion vasemmanpuoleinen raja arvo pisteessä x 0 on L R, jota merkitään lim x x f (x) = L, jos 0 ɛ > 0 δ > 0 siten, että f (x) L < ɛ, kun x 0 δ < x < x 0. Oikean- ja vasemmanpuoleisille raja arvoille on voimassa samat laskusäännöt kuin raja arvoillekin. Esimerkiksi kun f (x) = x x, jota ei ole määritelty kun x = 0, on f (x) = 1 ja lim x x + f (x) = 1, sillä 0 lim x x 0 f (x) = { 1 kun x < 0 1 kun x > 0

Funktiolla voi olla jossain pisteessä vain oikean tai vasemmanpuoleinen raja arvo, mutta ei molempia (eikä siis myöskään raja arvoa), kuten seuraava liitutaululla laskettava esimerkki osoittaa. Tässä(kin) esimerkissä tulee esille funktion raja arvon määritelmän intuitiivinen idea: mitä lähempänä x on pistettä x 0, sitä lähempänä funktion arvo f (x) on arvoa L. Esimerkki. Määritellään f (x) = x+ x (1+x) x sin 1 x, kun x 0. Silloin lim x x 0 olemassa. f (x) = 0, mutta raja arvoa lim x x + 0 f (x) ei ole

Funktiolla voi olla jossain pisteessä vain oikean tai vasemmanpuoleinen raja arvo, mutta ei molempia (eikä siis myöskään raja arvoa), kuten seuraava liitutaululla laskettava esimerkki osoittaa. Tässä(kin) esimerkissä tulee esille funktion raja arvon määritelmän intuitiivinen idea: mitä lähempänä x on pistettä x 0, sitä lähempänä funktion arvo f (x) on arvoa L. Esimerkki. Määritellään f (x) = x+ x (1+x) x sin 1 x, kun x 0. Silloin lim x x 0 olemassa. f (x) = 0, mutta raja arvoa lim x x + 0 f (x) ei ole Seuraavan sivun Maplella tehty kuvaaja selventää funktion sin 1 x käyttäytymistä nollan läheisyydessä.

Vasemman- ja oikeanpuoleisia raja arvoja kutsutaan yhteisesti toispuoleisiksi rajarvoiksi ja merkitään joskus lim x x 0 f (x) = f (x 0 ) ja lim x x + 0 f (x) = f (x + 0 ).

Vasemman- ja oikeanpuoleisia raja arvoja kutsutaan yhteisesti toispuoleisiksi rajarvoiksi ja merkitään joskus lim x x 0 Voidaan todistaa seuraava tulos f (x) = f (x 0 ) ja lim x x + 0 f (x) = f (x + 0 ). Teoreema Funktiolla f (x) on raja arvo lim x x0 f (x) = L täsmälleen silloin, kun f (x 0 ) = f (x + 0 ) = L.

Vasemman- ja oikeanpuoleisia raja arvoja kutsutaan yhteisesti toispuoleisiksi rajarvoiksi ja merkitään joskus lim x x 0 Voidaan todistaa seuraava tulos f (x) = f (x 0 ) ja lim x x + 0 f (x) = f (x + 0 ). Teoreema Funktiolla f (x) on raja arvo lim x x0 f (x) = L täsmälleen silloin, kun f (x 0 ) = f (x + 0 ) = L. Laajennetaan raja arvon käsitettä tilanteisiin x ±. Tutustutaan kuitenkin ensin käsitteeseen ääretön.

Vasemman- ja oikeanpuoleisia raja arvoja kutsutaan yhteisesti toispuoleisiksi rajarvoiksi ja merkitään joskus lim x x 0 Voidaan todistaa seuraava tulos f (x) = f (x 0 ) ja lim x x + 0 f (x) = f (x + 0 ). Teoreema Funktiolla f (x) on raja arvo lim x x0 f (x) = L täsmälleen silloin, kun f (x 0 ) = f (x + 0 ) = L. Laajennetaan raja arvon käsitettä tilanteisiin x ±. Tutustutaan kuitenkin ensin käsitteeseen ääretön. Määritelmä (lim x f (x)) Funktio f (x), joka on määritelty kaikilla reaaliarvoilla > a, a R lähestyy rajatta arvoa L R jos aina, kun ɛ > 0, on sellainen arvo β, että f (x) L < ɛ kun x > β. Merkitään lim x f (x) = L.

Kontinuumihypoteesi Kontinuumihypoteesi on Georg Cantorin esittämä väite, joka koskee äärettömien joukkojen kokoja. Cantor esitteli mahtavuuden käsitteen vertaillakseen äärettömien joukkojen kokoja ja osoitti, että kokonaislukujen joukon mahtavuus on pienempi kuin reaalilukujen. Kontinuumihypoteesi on seuraava väite: Ei ole olemassa joukkoa, jonka mahtavuus on suurempi kuin kokonaislukujen joukon, mutta pienempi kuin reaalilukujen joukon. Matemaattisessa tekstissä kokonaislukujen mahtavuutta merkitään (luetaan alef-nolla) ja reaalilukujen mahtavuutta merkitään (reaalilukujen joukon mahtavuus on siis sama kuin kokonaislukujen joukon potenssijoukon). Nyt voimme esittää kontinuumihypoteesin seuraavassa muodossa: Ei ole olemassa joukkoa S, siten että. Tämä väite on yhtäpitävä väitteen kanssa. Todistumattomuus Georg Cantor uskoi kontinuumihypoteesin pitävän paikkaansa, minkä takia hän yritti todistaa sitä monen vuoden ajan mutta tuloksetta. David Hilbert otti otaksuman ensimmäiseksi listaansa avoimista ongelmista, jotka hän esitti kansainvälisissä matemaattisessa kongressissa Pariisissa vuonna 1900. Kurt Gödel osoitti vuonna 1940, että kontinuumihypoteesiä ei voida todistaa vääräksi Zermelon Frankelin aksiomaattisessa joukko-opissa vaikka mukaan liitettäisiin valinta-aksiooma. Paul Cohen osoitti vuonna 1963 että kontinuumihypoteesiä ei myöskään voida todistaa oikeaksi Zermelon Fraenkelin joukko-opissa. Siten kontinuumihypoteesi on riippumaton valinta-aksioomalla laajennetusta Zermelon Fraenkelin joukko-opista. Molemmat tulokset olettavat Zermelon Frankelin aksioomien olevan ristiriidattomia. Aksioomien ristiriidattomuuden uskotaan yleisesti pitävän paikkaansa. Hypoteesin riippumattomuuden perusteella monien muiden otaksumien on myös osoitettu olevan riippumattomia aksiomisysteemistä. Lähteet Gödel, Kurt: 'The Consistency of the Continuum-Hypothesis' Princeton University Press 1940 McGough, Nancy: Continuum Hypothesis

Vastaavalla tavalla määritellään raja arvo lim x f (x) = L.

Vastaavalla tavalla määritellään raja arvo lim x f (x) = L. Esimerkki. lim x f (x) = 1, kun f (x) = 1 1 x 2.

Vastaavalla tavalla määritellään raja arvo lim x f (x) = L. Esimerkki. lim x f (x) = 1, kun f (x) = 1 1 x 2. Todistus. Valitaan ɛ > 0.

Vastaavalla tavalla määritellään raja arvo lim x f (x) = L. Esimerkki. lim x f (x) = 1, kun f (x) = 1 1. Todistus. x 2 Valitaan ɛ > 0. Koska f (x) 1 = 1 < ɛ, kun x > 1 x 2 ɛ, on väite tosi.

Vastaavalla tavalla määritellään raja arvo lim x f (x) = L. Esimerkki. lim x f (x) = 1, kun f (x) = 1 1. Todistus. x 2 Valitaan ɛ > 0. Koska f (x) 1 = 1 < ɛ, kun x > 1 x 2 ɛ, on väite tosi. Vastaavasti lim x g(x) = 2, kun g(x) = 2 x 1+x, mutta raja arvoa lim x sin(x) ei ole olemassa (äärettömänäkään).

Vastaavalla tavalla määritellään raja arvo lim x f (x) = L. Esimerkki. lim x f (x) = 1, kun f (x) = 1 1. Todistus. x 2 Valitaan ɛ > 0. Koska f (x) 1 = 1 < ɛ, kun x > 1 x 2 ɛ, on väite tosi. Vastaavasti lim x g(x) = 2, kun g(x) = 2 x 1+x, mutta raja arvoa lim x sin(x) ei ole olemassa (äärettömänäkään). Laajennetaan vielä raja arvon käsitettä. Määritelmä (lim x x f (x) = ± ) 0 Tarkastellaan funktiota y = f (x), joka oletetaan olevan määritelty avoimella välillä (a, x 0 ) (mutta ei välttämättä pisteessä x 0 ). Funktion vasemmanpuoleinen raja arvo pisteessä x 0 on, jota merkitään lim x x f (x) =, jos 0 M > 0 δ > 0 siten, että f (x) > M, kun x 0 δ < x < x 0.

Emme esitä tässä kaikkia mahdollisia raja arvojen määritelmiä, mutta katsotaan niitä liitutaululla laskettavien esimerkkien avulla.

Emme esitä tässä kaikkia mahdollisia raja arvojen määritelmiä, mutta katsotaan niitä liitutaululla laskettavien esimerkkien avulla. (a) lim 1 x 0 + x =, (b) lim x 0 1 =, x 2 (c) lim x sinh(x) =, (d) lim x e 2x e x =, 2x (e) lim 2 x+1 x 3x 2 2x 1 = 2 3.

Emme esitä tässä kaikkia mahdollisia raja arvojen määritelmiä, mutta katsotaan niitä liitutaululla laskettavien esimerkkien avulla. (a) lim 1 x 0 + x =, (b) lim x 0 1 =, x 2 (c) lim x sinh(x) =, (d) lim x e 2x e x =, 2x (e) lim 2 x+1 x 3x 2 2x 1 = 2 3. Määritelmä Jollain välillä I määritelty funktio f (x) on kasvava välillä I, jos ehdosta x 0 < x 1 seuraa ehto f (x 0 ) f (x 1 ). Jos erityisesti ehdosta x 0 < x 1 seuraa ehto f (x 0 ) < f (x 1 ), sanotaan funktiota f aidosti kasvavaksi. Vastaavalla tavalla määritellään vähenevä ja aidosti vähenevä funktio. Funktio, joka on koko välillä I vähenevä tai kasvava (mutta ei aidosti molempia), on monotoninen funktio.

Monotonisten funktioiden, raja arvojen ja infimumin ja supremumin välillä on seuraava yhteys, jonka todistus sivuutetaan: Teoreema Jos funktio f (x) on avoimella välillä (a, b) kasvava ja α = inf a<x<b f (x) ja β = sup a<x<b f (x), niin f (a + ) = α ja f (b ) = β. Jos lisäksi a < x 0 < b, niin toispuoleiset raja arvot f (x0 ) ja f (x 0 + ) ovat äärellisinä olemassa ja f (x 0 ) f (x 0) f (x + 0 ). Vastaavat tulokset pätevät avoimella välillä (a, b) väheneville funktiolle.

Monotonisten funktioiden, raja arvojen ja infimumin ja supremumin välillä on seuraava yhteys, jonka todistus sivuutetaan: Teoreema Jos funktio f (x) on avoimella välillä (a, b) kasvava ja α = inf a<x<b f (x) ja β = sup a<x<b f (x), niin f (a + ) = α ja f (b ) = β. Jos lisäksi a < x 0 < b, niin toispuoleiset raja arvot f (x0 ) ja f (x 0 + ) ovat äärellisinä olemassa ja f (x 0 ) f (x 0) f (x + 0 ). Vastaavat tulokset pätevät avoimella välillä (a, b) väheneville funktiolle. Funktion monotonisuuden voi todeta derivaatan avulla.