0
EN
1
المرجع الالكتروني للمعلوماتية

تاريخ الرياضيات

الاعداد و نظريتها

تاريخ التحليل

تار يخ الجبر

الهندسة و التبلوجي

الرياضيات في الحضارات المختلفة

العربية

اليونانية

البابلية

الصينية

المايا

المصرية

الهندية

الرياضيات المتقطعة

المنطق

اسس الرياضيات

فلسفة الرياضيات

مواضيع عامة في المنطق

الجبر

الجبر الخطي

الجبر المجرد

الجبر البولياني

مواضيع عامة في الجبر

الضبابية

نظرية المجموعات

نظرية الزمر

نظرية الحلقات والحقول

نظرية الاعداد

نظرية الفئات

حساب المتجهات

المتتاليات-المتسلسلات

المصفوفات و نظريتها

المثلثات

الهندسة

الهندسة المستوية

الهندسة غير المستوية

مواضيع عامة في الهندسة

التفاضل و التكامل

المعادلات التفاضلية و التكاملية

معادلات تفاضلية

معادلات تكاملية

مواضيع عامة في المعادلات

التحليل

التحليل العددي

التحليل العقدي

التحليل الدالي

مواضيع عامة في التحليل

التحليل الحقيقي

التبلوجيا

نظرية الالعاب

الاحتمالات و الاحصاء

نظرية التحكم

بحوث العمليات

نظرية الكم

الشفرات

الرياضيات التطبيقية

نظريات ومبرهنات

علماء الرياضيات

500AD

500-1499

1000to1499

1500to1599

1600to1649

1650to1699

1700to1749

1750to1779

1780to1799

1800to1819

1820to1829

1830to1839

1840to1849

1850to1859

1860to1864

1865to1869

1870to1874

1875to1879

1880to1884

1885to1889

1890to1894

1895to1899

1900to1904

1905to1909

1910to1914

1915to1919

1920to1924

1925to1929

1930to1939

1940to the present

علماء الرياضيات

الرياضيات في العلوم الاخرى

بحوث و اطاريح جامعية

هل تعلم

طرائق التدريس

الرياضيات العامة

نظرية البيان

قم بتسجيل الدخول اولاً لكي يتسنى لك الاعجاب والتعليق.

Limit

المؤلف:  Amend, B

المصدر:  Camp FoxTrot. Kansas City, MO: Andrews McMeel

الجزء والصفحة:  ...

19-9-2018

5251

+

-

20

Limit

 

The term limit comes about relative to a number of topics from several different branches of mathematics.

A sequence x_1,x_2,... of elements in a topological space X is said to have limit x provided that for each neighborhood U of x, there exists a natural number N so that x_n in U for all n>=N. This very general definition can be specialized in the event that X is a metric space, whence one says that a sequence <span style={x_n}" src="http://mathworld.wolfram.com/images/equations/Limit/Inline10.gif" style="height:14px; width:23px" /> in X has limit L if for all epsilon>0, there exists a natural number n_0 in N so that

 |x_n-L|<epsilon

(1)

for all n>=n_0. In many commonly-encountered scenarios, limits are unique, whereby one says that L is the limit of <span style={x_n}" src="http://mathworld.wolfram.com/images/equations/Limit/Inline17.gif" style="height:14px; width:23px" /> and writes

 L=lim_(n->infty)x_n.

(2)

On the other hand, a sequence of elements from an metric space X may have several - even infinitely many - different limits provided that X is equipped with a topology which fails to be T2. One reads the expression in (1) as "the limit as n approaches infinity of x_n is L."

The topological notion of convergence can be rewritten to accommodate a wider array of topological spaces X by utilizing the language of nets. In particular, if x=<span style={x_i}" src="http://mathworld.wolfram.com/images/equations/Limit/Inline24.gif" style="height:14px; width:45px" /> is a net from a directed set I into X, then an element x in X is said to be the limit of x if and only if for every neighborhood U of xx is eventually in U, i.e., if there exists an i in I so that, for every j in I with j>=i, the point x_j lies in U. This notion is particularly well-purposed for topological spaces which aren't first-countable.

A function f(z) is said to have a finite limit c=lim_(z->a)f(z) if, for all epsilon>0, there exists a delta>0 such that |f(z)-c|<epsilon whenever 0<|z-a|<delta. This form of definition is sometimes called an epsilon-delta definition. This can be adapted to the case of infinite limits as well: The limit of f(z) as z approaches a is equal to +infty (respectively -infty) if for every number N>0 (respectively N<0), there exists a number delta depending on N for which f(z)>N (respectively, f(z)<N) whenever 0<|z-a|<delta. Similar adjustments can be made to define limits of functions f(z) when z->+/-infty.

Limits may be taken from below

 lim_(z->a^-)=lim_(z^a)

(3)

or from above

 lim_(z->a^+)=lim_(zva).

(4)

if the two are equal, then "the" limit is said to exist

 lim_(z->a)=lim_(z->a^-)=lim_(z->a^+).

(5)

The expression in (2) is read "the limit as z approaches a from the left / from below" or "the limit as z increases to a," while (3) is read "the limit as z approaches a from the right / from above" or "the limit as z decreases to a." In (4), one simply refers to "the limit as z approaches a."

Limits are implemented in the Wolfram Language as Limit[fx-> x0]. This command also takes options Direction (which can be set to any complex direction, including for example +1-1I, and -I), and Analytic, which computes symbolic limits for functions.

Note that the function definition of limit can be thought of as a natural generalization of the sequence definition due to the fact that a sequence x_1,x_2,... in a topological space X is nothing more than a function g:N->X mapping n to x_n.

A lower limit h

 lowerlim_(n->infty)S_n=lim_(n->infty)__S_n=h

(6)

is said to exist if, for every epsilon>0|S_n-h|<epsilon for infinitely many values of n and if no number less than h has this property.

An upper limit k

 upperlim_(n->infty)S_n=lim_(n->infty)^_S_n=k

(7)

is said to exist if, for every epsilon>0|S_n-k|<epsilon for infinitely many values of n and if no number larger than k has this property.

Related notions include supremum limit and infimum limit.

Indeterminate limit forms of types infty/infty and 0/0 can often be computed with L'Hospital's rule. Types 0·infty can be converted to the form 0/0 by writing

 f(x)g(x)=(f(x))/(1/g(x)).

(8)

Types 0^0infty^0, and 1^infty are treated by introducing a dependent variable

 y=f(x)^(g(x))

(9)

so that

 lny=g(x)ln[f(x)],

(10)

then calculating lim lny. The original limit then equals e^(limlny),

 L=limf(x)^(g(x))=e^(limlny).

(11)

The indeterminate form infty-infty is also frequently encountered.

All of the above notions can be generalized even further by utilizing the language of ultrafilters. In particular, if (X,T) is a topological space and if U is an ultrafilter on X, then an element x in X is said to be a limit of U if every neighborhood of x belongs to U. Several authors have defined similar ideas relative to filters as well (Stadler and Stadler 2002).

The June 2, 1996 comic strip FoxTrot by Bill Amend (Amend 1998, p. 19; Mitchell 2006/2007) featured the following limit as a "hard" exam problem intended for a remedial math class but accidentally handed out to the normal class:

 lim_(x->infty)(sqrt(x^3-x^2+3x))/(sqrt(x^3)-sqrt(x^2)+sqrt(3x))=1.

(12)

FoxTrot by Bill Amend, June 2, 1996 strip. Reproduced with permission of the author.


REFERENCES:

Amend, B. Camp FoxTrot. Kansas City, MO: Andrews McMeel, p. 19, 1998.

Clark, P. L. "Convergence." 2014. http://math.uga.edu/~pete/convergence.pdf.

Courant, R. and Robbins, H. "Limits. Infinite Geometrical Series." §2.2.3 in What Is Mathematics?: An Elementary Approach to Ideas and Methods, 2nd ed. Oxford, England: Oxford University Press, pp. 63-66, 1996.

Gruntz, D. On Computing Limits in a Symbolic Manipulation System. Doctoral thesis. Zürich: Swiss Federal Institute of Technology, 1996.

Hight, D. W. A Concept of Limits. New York: Prentice-Hall, 1966.

Kaplan, W. "Limits and Continuity." §2.4 in Advanced Calculus, 4th ed. Reading, MA: Addison-Wesley, pp. 82-86, 1992.

Miller, N. Limits: An Introductory Treatment. Waltham, MA: Blaisdell, 1964.

Mitchell, C. W. Jr. In "Media Clips" (Ed. M. Cibes and J. Greenwood). Math. Teacher 100, 339, Dec. 2006/Jan. 2007.

Munkres, J. Topology 2nd Edition. Upper Saddle River, NJ: Prentice Hall, Inc., 2000.

Nagy, G. "The Concept of Convergence: Ultrafilters and Nets." 2008. http://www.math.ksu.edu/~nagy/real-an/1-02-convergence.pdf.

Prevost, S. "Exploring the epsilon-delta Definition of Limit with Mathematica." Mathematica Educ. 3, 17-21, 1994.

Smith, W. K. Limits and Continuity. New York: Macmillan, 1964.

Stadler, B. M. R. and Stadler, P. F. "Basic Properties of Filter Convergence Spaces." 2002. https://www.bioinf.uni-leipzig.de/~studla/Publications/PREPRINTS/01-pfs-007-subl1.pdf.

اخر الاخبار

اشترك بقناتنا على التلجرام ليصلك كل ما هو جديد