收敛函数在不同的数学分支中有不同的侧重点,但总体围绕函数值在某种过程下趋近于一个确定的值。下面主要从数列极限和函数极限两个角度给出收敛函数的定义:
数列收敛
设 {an} 是一个数列,如果存在常数 A,对于任意给定的正数 ε(不论它多么小),总存在正整数 N,使得当 n>N 时,不等式
∣an−A∣<ε
都成立,那么就称数列 {an} 收敛于 A,或称数列 {an} 有极限,记为 n→∞liman=A 。此时也称数列 {an} 是收敛数列;如果不存在这样的常数 A,就说数列 {an} 发散 。
函数收敛
自变量趋于无穷大时函数收敛:
设函数 f(x) 当 ∣x∣ 大于某一正数时有定义。如果存在常数 A,对于任意给定的正数 ε(不论它多么小),总存在正数 X,使得当 x>X 时,不等式
∣f(x)−A∣<ε
都成立,那么就称函数 f(x) 当 x→+∞ 时收敛于 A,记作 x→+∞limf(x)=A 。
类似地,如果对于任意给定的正数 ε,总存在正数 X,使得当 x<−X 时,不等式 ∣f(x)−A∣<ε 都成立,那么就称函数 f(x) 当 x→−∞ 时收敛于 A,记作 x→−∞limf(x)=A 。
当 x→+∞limf(x)=x→−∞limf(x)=A 时,称 x→∞limf(x)=A,即函数 f(x) 在 x→∞ 时收敛于 A。
自变量趋于有限值时函数收敛:
设函数 f(x) 在点 x0 的某一去心邻域内有定义。如果存在常数 A,对于任意给定的正数 ε(不论它多么小),总存在正数 δ,使得当 0<∣x−x0∣<δ 时,不等式
∣f(x)−A∣<ε
都成立,那么就称函数 f(x) 当 x→x0 时收敛于 A,记作 x→x0limf(x)=A 。