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数学の極限についてですが、
片側極限値というものを習ったんですが、
x→a+0,x→a-0 この二つが存在して等しい時、
その値が極限値lim(x→a)f(x)である。

って書いてあったんですが、
x→a+0,x→a-0が等しくないときは値が存在しないだけですか?
それとも関数自体なりたたないのですか?
教えてください。

2週間前の質問
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回答(4)

2.

2009-11-05 16:31:07ベスト
x→a+0,x→a-0が等しくない場合には関数が不連続ということですが、そういう関数は存在します。

例えば、1/(x-a)という関数は、xがa-0に近づくとき関数値は-無限大に近づき、xがa+0に近づくとき関数値は+無限大に近づきます(x=aでは関数は不連続であり、この点での関数値は定義されていないとするのが通常です)。

関数値が不連続で定義されないとするのが不便と考える場合には、特にそういった不連続点での関数値は例えばx→a+0の値と同じとすると定義することもできます。例えば、階段みたいなステップ関数の場合にそういった風に定義したりします。この場合、ステップで関数値が上がったステップの左端に黒丸、ステップの終わり右端のところには白丸をつけたりして表示します。

数学での関数とは、変数値(x)に値を入れた場合に関数値は一意に定まりさえすればいいということです(不連続点で関数値が定義されないのは構いません。要するに、関数とは、xからf(x)への一意的マッピングです)。
回答レベル : 回答

ありがとうございました。

1.

2009-11-05 03:22:11
x→a+0,x→a-0が等しくない関数は存在します。
例を挙げてみてください。

具体的な関数で実際に計算して考えてみてください。
ちょっと、Excelなどの表計算ソフトで計算してグラフを書かせてみれば納得がいくとおもいますよ。

3.

2009-11-06 02:45:56
数学というのは、考えて考えて、あるときぱっとひらめいて理解する、というところが面白いのだと思います。
自分でいろいろな関数をグラフにしてみて、どういう特徴があるか調べてみるのが、遠回りのようで近道です。調べてみれば、面白い関数があることに気づくと思います。

余計なお世話かもしれませんが。

4.

2009-11-06 07:00:07
値が存在する場合も存在しない場合もあります。
関数としては成り立ちます。(多価関数含めて)

下の3例はいずれも 0-0 は 0, 0+0 は 1 です。
コメント2さんの書かれた階段関数を参考にしました。

例1) f(x)=0 (x<0)、f(x)=a (x=0)、f(x)=1 (x>0)
 この場合は値があります。
 a は、中間の 0.5, あるいは 0, 1 でもいいし、それ以外でもいい

例2) f(x)=0 (x<0)、x=0 では定義なし、f(x)=1 (x>0)

例3) f(x)=0 (x<=0)、f(x)=1(x>=0) 
 この場合、x=0では多価です。

一応、Wikipedia 関数(数学)
)
と Wikipedia 階段関数

を挙げるだけ挙げておきます。
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コメント(3)

#1.  BLUEPIXY
2009-11-05 00:41:40

等しくないということは、不連続っていうことなのでは?

2009-11-05 10:57:07

階段関数のようなものが例外な関数でしょう。

#3.  usa
2009-11-06 17:55:45

もし回答2が分かりにくいと思われたら、a=0という特殊な場合をお考えください。その場合には、1/xという関数です。その場合、xが負の側から0に近づくとその関数の値は(y軸の沿って)ー無限大に漸近します。逆に、xが正の方向から0に近づくと関数の値は(y軸に沿って)+無限大に漸近します。x=0では関数の値がー無限大と+無限大で不連続になります。

言うまでもなくこの関数はまっとうな関数です(回答で例示した1/(x-a)はこの関数をx軸上でaだけ平行移動した関数です。

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