Vlastní limita v nevlastním bodě

Definice

Řekneme, že funkce \(f\) má v bodě \(+\infty\) limitu \(A\) \(\in \mathbb{R}\) právě tehdy, když

\(\forall \varepsilon \gt 0 \quad \exists x_0 \in \mathbb{R} \quad \forall x \in \mathbb{R}\) platí \(x \gt x_0 \Rightarrow |f(x) - A| \lt \varepsilon\)

Značení: \(\lim_{x \to +\infty} f(x) = A\)
Čteme: Limita funkce \(f\) pro \(x\) blížící se k \(+\infty\) je rovna \(A\)

Poznámka

Pro libovolné kladné číslo \(\varepsilon\) existuje reálné číslo \(x_0\) takové, že pro každé reálné číslo \(x \gt x_0\), leží \(f\)(\(x\)) v \(\varepsilon\)-okolí čísla \(A\).

Obr. 3.13: Vlastní limita funkce v nevlastním bodě \(+ \infty\)
Obr. 3.13: Vlastní limita funkce v nevlastním bodě \(+ \infty\)

Definice

Řekneme, že funkce \(f\) má v bodě \(-\infty\) limitu \(A\) \(\in \mathbb{R}\) právě tehdy, když

\(\forall \varepsilon \gt 0 \quad \exists x_0 \in \mathbb{R} \quad \forall x \in \mathbb{R}\) platí \(x \lt x_0 \Rightarrow |f(x) - A| \lt \varepsilon\)

Značení: \(\lim_{x \to -\infty} f(x) = A\)
Čteme: Limita funkce \(f\) pro \(x\) blížící se k \(-\infty\) je rovna \(A\)

Poznámka

Pro libovolné kladné číslo \(\varepsilon\) existuje reálné číslo \(x_0\) takové, že pro každé reálné číslo \(x \lt x_0\), leží \(f\)(\(x\)) v \(\varepsilon\)-okolí čísla \(A\).

Obr. 3.14: Vlastní limita funkce v nevlastním bodě \(- \infty\)
Obr. 3.14: Vlastní limita funkce v nevlastním bodě \(- \infty\)

Názornou představu lze získat z následujících grafů funkcí

\(f(x) = e^x\)

\(\lim_{x \to -\infty} f(x) = 0\)

Obr. 3.15: f(x) = e^x.
Obr. 3.15: \(f(x) = e^x\)

\(f(x) = \frac {1} {x}\)

\(\lim_{x \to -\infty} f(x) = 0\) \(\lim_{x \to +\infty} f(x) = 0\)

Obr. 3.16: f(x) = 1/x.
Obr. 3.16: \(f(x) = \frac {1} {x}\)

\(f(x) = \frac {1} {x^2}\)

\(\lim_{x \to -\infty} f(x) = 0\) \(\lim_{x \to +\infty} f(x) = 0\)

Obr. 3.17: f(x) = 1/(x^2).
Obr. 3.17: \(f(x) = \frac {1} {x^2}\)

\(f(x) = \frac {2x + 2} {x - 2,5}\)

\(\lim_{x \to -\infty} f(x) = 2\) \(\lim_{x \to +\infty} f(x) = 2\)

Obr. 3.18: f(x) = (2x + 2)/(x - 2,5).
Obr. 3.18: \(f(x) = \frac {(2x + 2)} {(x - 2,5)}\)