x →∞ 时,正弦sinx 与 余弦conx 都周而复始,没有极限。在物理学中,正弦 y = sinx 的图形是典型的波动。
我国《高等数学》教科书上普遍都选用了“震荡因子”sin(1/x)。当 x 趋于0 时它没有极限的原因是震荡。具体想来,当 x 由0.01变为0.001时,只向中心点 x = 0 靠近了一点点,而 正弦sinu 却完成了140多个周期。函数的图形在 +1与-1之间上下波动140多次。在 x = 0 的邻近,函数各周期的图形紧紧地“挤”在一起,就好象是 “电子云”。
当年我研究美国各大学的《高等数学》教材时,曾看到有的教材竟然把函数 y = sin(1/x)的值整整印了一大页,他们就是要让学生更具体地体验它的数值变化。
x 趋于0 时(1/x)sin(1/x)不是无穷大,直观地说就是函数值震荡而没有确定的发展趋势。1/x 为虎作伥,让震荡要多疯狂有多疯狂。
更深入一步,你就得体验,在同一个过程中,如果有多个变量趋于0,(或无限增大。)就可能有的函数趋于0 时(或无限增大时)“跑得更快”。这就是高阶,低阶概念。
考研数学还要要求学生对极限有更深刻的体验。
多少代人的千锤百炼,给微积分铸就了自己的倚天剑。这就是一套精密的极限语言,(即ε–δ语言)。没有这套语言,我们没有办法给出极限定义,也无法严密证明任何一个极限问题。但是,这套语言是高等微积分的内容,非数学专业的本科学生很难搞懂。数十年来,考研试卷上都没有出现过要运用 ε–δ 语言 的题目。 研究生入学考题中,考试中心往往用更深刻的体验来考查极限概念。这就是
“若 x 趋于 ∞ 时,相应函数值 f(x)有正的极限 ,则当∣x∣充分大时,(你不仿设定一点x0,当∣x∣>x0时,) 总有 f(x)>0 ”
*“若 x 趋于 x0 时,相应函数值 f(x)有正的极限 ,则在 x0 的一个适当小的去心邻域内,f(x)恒正”
这是已知函数的极限而回头观察。逆向思维总是更加困难。不过,这不正和“近朱者赤,近墨者黑”一个道理吗。
除了上述苻号体验外,能掌握下边简单的数值体验则更好。
若 x 趋于无穷时,函数的极限为 0 ,则 x 的绝对值充分大时,( 你不仿设定一点 x0 ,当∣x∣>x0 时,) 函数的绝对值恒小于1
若 x 趋于无穷时,函数为无穷大,则 x 的绝对值充分大时,( 你不仿设定一点 x0 , 当∣x∣>x0时,) 函数的绝对值全大于1
*若 x 趋于 0 时,函数的极限为 0 ,则在 0 点 的某个适当小的去心邻域内,或 x 的绝对值充分小时,函数的绝对值全小于1
(你不仿设定有充分小的数 δ>0,当 0<∣x∣<δ 时,函数的绝对值全小于1 )
没有什么好解释的了,你得反复领会极限概念中“无限接近”的意义。你可以试着理解那些客观存在,可以自由设定的点 x0 ,或充分小的数 δ>0 ,并利用它们。
考研数学讲座(37)欲说《线代》先方程
大自然中最简单的图形是直线。社会生活中最简单的关系是“成比例”。
据说当年“工x 队”进驻清华。有一位队员对“井岗山”群众讲话。开场白说,我们工人阶级大老粗,不象你们知识分子弯弯多。我们是“一根肠子通屁眼——直来直去”。一句话让满场 红28团的钢杆粉丝们笑得捧腹弯腰,花枝乱颤。“直”代表简单,早已融进人们的思维。
初等数学以引入负数为起点,以方程为其重心之一。
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