Mathematik für Ingenieure II für Dummies. J. Michael Fried

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alt="x Subscript n Baseline element-of upper D left-parenthesis f right-parenthesis"/> aus dem Definitionsbereich von f mit limit Underscript n right-arrow infinity Endscripts x Subscript n Baseline equals x 0 die Folge der Funktionswerte left-parenthesis f left-parenthesis x Subscript n Baseline right-parenthesis right-parenthesis gegen c konvergiert:

limit Underscript n right-arrow infinity Endscripts f left-parenthesis x Subscript n Baseline right-parenthesis equals c period

      Für den Grenzwert c der Funktion f schreibt man:

limit Underscript x right-arrow x 0 Endscripts f left-parenthesis x right-parenthesis equals c period

      In dieser Definition sind auch die Spezialfälle x 0 equals plus-or-minus infinity beziehungsweise limit Underscript n right-arrow infinity Endscripts f left-parenthesis x Subscript n Baseline right-parenthesis equals plus-or-minus infinity eingeschlossen.

      Die Stelle x 0 muss nicht im Definitionsbereich upper D left-parenthesis f right-parenthesis von f liegen. Allerdings muss x 0 ein Häufungspunkt von upper D left-parenthesis f right-parenthesis sein, damit überhaupt Folgen left-parenthesis x Subscript n Baseline right-parenthesis von Elementen x Subscript n Baseline element-of upper D left-parenthesis f right-parenthesis aus dem Definitionsbereich von f existieren, die gegen die Zahl x 0 konvergieren. Das bedeutet, dass x 0 entweder ein innerer oder ein Randpunkt von upper D left-parenthesis f right-parenthesis sein muss.

      

Ein Punkt x 0 element-of partial-differential upper M aus dem Rand einer Menge upper M subset-of-or-equal-to upper V heißt ein Randpunkt von upper M. Es gilt daher, dass in jeder Umgebung upper U left-parenthesis x 0 right-parenthesis mindestens ein Punkt y element-of upper M und ein Punkt z element-of upper V reverse-solidus upper M liegen. Dabei muss der Punkt x 0 nicht unbedingt selbst aus der Menge upper M sein.

      Bei der Grenzwertdefinition für Funktionen ist es wichtig, dass alle möglichen Folgen x Subscript n Baseline element-of upper D left-parenthesis f right-parenthesis mit Grenzwert x 0 untersucht werden. Bekommen Sie für verschiedene solcher Folgen verschiedene Grenzwerte der Funktionswertfolgen f left-parenthesis x Subscript n Baseline right-parenthesis, so existiert der Funktionsgrenzwert nicht. Dieselben Rechenregeln wie für die Berechnung von Folgengrenzwerten helfen Ihnen auch bei der Berechnung von Grenzwerten von Funktionen.

       Konvergieren die beiden reellwertigen Funktionen f und g mit gemeinsamem Definitionsbereich upper D subset-of-or-equal-to upper D left-parenthesis f right-parenthesis intersection upper D left-parenthesis g right-parenthesis an der Stelle x 0 gegen die Grenzwerte limit Underscript x right-arrow x 0 Endscripts f left-parenthesis x right-parenthesis equals colon f 0 beziehungsweise limit Underscript x right-arrow x 0 Endscripts g left-parenthesis x right-parenthesis equals colon g 0, dann gelten die folgenden Rechenregeln:

       Jede Linearkombination mit konvergiert gegen die Linearkombination der Grenzwerte:

       Die Produktfunktion konvergiert gegen das Produkt der Grenzwerte:

       Falls ist und auf , konvergiert die Quotientenfunktion gegen den Quotienten der Grenzwerte:

      Mit Hilfe von Grenzwerten für Funktionen wird der wichtige Begriff Stetigkeit definiert.

      

Eine Funktion f colon double-struck upper R right-arrow double-struck upper R mit Definitionsbereich upper D left-parenthesis f right-parenthesis heißt stetig an der Stelle x 0 element-of upper D left-parenthesis f right-parenthesis, falls

limit Underscript x right-arrow x 0 Endscripts f left-parenthesis x right-parenthesis equals f left-parenthesis x 0 right-parenthesis

      ist.

      Eine Funktion f colon double-struck upper R right-arrow double-struck upper R mit Definitionsbereich upper D left-parenthesis f right-parenthesis

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