По сути, в задании требуется привести определения обыкновенного, левого и правого пределов функции в точке a, которые равны ∞,−∞ и +∞.
В качестве примеров воспользуйтесь функциями x1 и ±x21.
Для сокращения рутинной работы по доказательству примеров по определению воспользуйтесь прото-задачей П-ссылка.
Решение
Пункт а)
x→alimf(x)=∞⇔⇔∀E>0∃δ=δ(E)>0:(0<∣x−a∣<δ⇒∣f(x)∣>E)
Пример:
x→0limx1=∞
Доказательство
Итак, нам дана произвольная граница E>0. Нужно найти такое δ, чтобы выполнялась импликация:
0<∣x∣<δ⇒∣∣x1∣∣>E
Рассмотрим последнее неравенство:
∣∣x1∣∣>E∣x∣1>E∣x∣>E1
Значим, мы можем просто принять за δ число E1. Тогда, для таких x, возвращаясь по цепочке преобразований обратно, получим, что ∣∣x1∣∣>E. Это по определению означает, что
x→0limx1=∞
■
# Пункт б)
x→alimf(x)=−∞⇔⇔∀E>0∃δ=δ(E)>0:(0<∣x−a∣<δ⇒f(x)<−E)
Пример:
x→0lim−x21=−∞
Доказательство
−x21<−Ex21>Ex2<E∣x∣<E
Тогда
δ=E
■
# Пункт в)
x→alimf(x)=+∞⇔⇔∀E>0∃δ=δ(E)>0:(0<∣x−a∣<δ⇒f(x)>E)
Пример:
x→0limx21=+∞
Доказывается аналогично пункту б).
Пункт г)
x→a−0limf(x)=∞⇔⇔∀E>0∃δ=δ(E)>0:(a−δ<x<a⇒∣f(x)∣>E)
Пример:
x→0−0limx1=−∞=∞
То, что предел равен −∞ доказывается по приведенному выше определению левого предела функции в точке. То, что −∞=∞ следует из прото-задачи П-ссылка.
Пункт д)
x→a−0limf(x)=−∞⇔⇔∀E>0∃δ=δ(E)>0:(a−δ<x<a⇒f(x)<−E)
Подойдет пример для пункта г).
Пункт е)
x→a−0limf(x)=+∞⇔⇔∀E>0∃δ=δ(E)>0:(a−δ<x<a⇒f(x)>E)
Пример:
x→0−0limx21=+∞
То, что предел равен +∞ доказывается по приведенному выше определению левого предела функции в точке.
Пункт ж)
x→a+0limf(x)=∞⇔⇔∀E>0∃δ=δ(E)>0:(a<x<a+δ⇒∣f(x)∣>E)
Пример:
x→0+0limx1=+∞=∞
То, что предел равен +∞ доказывается по приведенному выше определению правого предела функции в точке. То, что +∞=∞ следует из прото-задачи П-ссылка.
Пункт з)
x→a+0limf(x)=−∞⇔⇔∀E>0∃δ=δ(E)>0:(a<x<a+δ⇒f(x)<−E)
Пример:
x→0+0lim−x21=−∞
Доказывается по приведенному выше определению правого предела функции в точке.