Ovaj članak ili neki od njegovih odlomaka nije dovoljno potkrijepljen izvorima (literatura, veb-sajtovi ili drugi izvori).
Ako se pravilno ne potkrijepe pouzdanim izvorima, sporne rečenice i navodi mogli bi biti izbrisani. Pomozite Wikipediji tako što ćete navesti validne izvore putem referenci te nakon toga možete ukloniti ovaj šablon.
U matematici , granična vrijednost ili limes se koristi za opisivanje ponašanja funkcije kako se njen argument "približava" nekoj tački, ili kako argument postaje proizvoljno velik; ili ponašanja elemenata niza kako njihov indeks raste u beskonačnost. Granične vrijednosti se koriste u kalkulusu i drugim granama matematičke analize kako bi se definisala derivacija i neprekidnost .
Granična vrijednost funkcije
uredi
Pretpostavimo da je ƒ(x ) funkcija realne vrijednosti i da je c realan broj . Izraz:
lim
x
→
c
f
(
x
)
=
L
{\displaystyle \lim _{x\to c}f(x)=L}
znači da se ƒ(x ) proizvoljno može približiti broju L ako je x dovoljno blizu broja c . U ovom slučaju, možemo reći da je "granična vrijednost funkcije ƒ od x , kada x teži u c , broj L ".
Kad god je x unutar δ jedinica od p , f (x ) je unutar ε jedinica od L
Karl Weierstrass formalno je definisao graničnu vrijednost kako slijedi:
Neka f bude funkcija definisana na otvorenom intervalu sadržavajući c (osim u c ) i neka L bude realan broj .
lim
x
→
c
f
(
x
)
=
L
{\displaystyle \lim _{x\to c}f(x)=L}
znači da
za svaki realan broj ε > 0 postoji realan broj δ > 0 takav da za svako x sa 0 < |x − c | < δ, imamo |f (x ) − L | < ε.
ili, simbolički,
∀
ε
>
0
∃
δ
>
0
∀
x
(
|
x
−
c
|
<
δ
⟹
|
f
(
x
)
−
L
|
<
ε
)
.
{\displaystyle \forall \varepsilon >0\ \ \exists \delta >0\ \ \forall x(|x-c|<\delta \ \implies \ |f(x)-L|<\varepsilon ).}
Granična vrijednost niza
uredi
Razmotrimo niz: 1,79; 1,799; 1,7999; ... Možemo primijetiti da se brojevi "približavaju" broju 1,8, što predstavlja graničnu vrijednost niza.
formalno, pretpostavimo da je x 1 , x 2 , ... niz realnih brojeva .
Kažemo da je realan broj L granična vrijednost ovog niza i to pišemo kao
lim
n
→
∞
x
n
=
L
{\displaystyle \lim _{n\to \infty }x_{n}=L}
što riječima znači
Za svaki realan broj ε > 0, postoji prirodan broj n 0 takav da za svako n > n 0 , vrijedi |x n − L | < ε.
lim
n
→
c
S
⋅
f
(
n
)
=
S
⋅
lim
n
→
c
f
(
n
)
{\displaystyle \lim _{n\to c}S\cdot f(n)=S\cdot \lim _{n\to c}f(n)}
, gdje je S skalarni množilac .
lim
n
→
c
b
f
(
n
)
=
b
lim
n
→
c
f
(
n
)
{\displaystyle \lim _{n\to c}b^{f(n)}=\displaystyle b^{\lim _{n\to c}f(n)}}
, gdje je b konstanta.
Sljedeća pravila važe samo ako granične vrijednosti sa desne strane postoje i ako su konačne.
lim
n
→
c
(
f
(
n
)
+
g
(
n
)
)
=
lim
n
→
c
f
(
n
)
+
lim
n
→
c
g
(
n
)
{\displaystyle \lim _{n\to c}(f(n)+g(n))=\lim _{n\to c}f(n)+\lim _{n\to c}g(n)}
lim
n
→
c
(
f
(
n
)
−
g
(
n
)
)
=
lim
n
→
c
f
(
n
)
−
lim
n
→
c
g
(
n
)
{\displaystyle \lim _{n\to c}(f(n)-g(n))=\lim _{n\to c}f(n)-\lim _{n\to c}g(n)}
lim
n
→
c
(
f
(
n
)
⋅
g
(
n
)
)
=
lim
n
→
c
f
(
n
)
⋅
lim
n
→
c
g
(
n
)
{\displaystyle \lim _{n\to c}(f(n)\cdot g(n))=\lim _{n\to c}f(n)\cdot \lim _{n\to c}g(n)}
lim
n
→
c
f
(
n
)
g
(
n
)
=
lim
n
→
c
f
(
n
)
lim
n
→
c
g
(
n
)
{\displaystyle \lim _{n\to c}{\frac {f(n)}{g(n)}}={\frac {\lim _{n\to c}f(n)}{\lim _{n\to c}g(n)}}}
, ako limes u nazivniku nije jednak nuli
Ako je bilo koja od graničnih vrijednosti sa desne strane nedefinisana ili beskonačna, ova pravila ne moraju vrijediti.
Na primjer,
lim
n
→
∞
(
3
n
+
2
)
+
(
2
−
3
n
)
=
4
{\displaystyle \lim _{n\to \infty }(3n+2)+(2-3n)=4}
, ali
lim
n
→
∞
(
3
n
+
2
)
+
lim
n
→
∞
(
2
−
3
n
)
{\displaystyle \lim _{n\to \infty }(3n+2)+\lim _{n\to \infty }(2-3n)}
je nedefinisan.
Veoma važne granične vrijednosti
uredi
lim
x
→
0
sin
x
x
=
1
{\displaystyle \lim _{x\to 0}{\frac {\sin x}{x}}=1}
lim
x
→
0
1
−
cos
x
x
=
0
{\displaystyle \lim _{x\to 0}{\frac {1-\cos x}{x}}=0}
lim
x
→
∞
(
1
+
1
x
)
x
=
e
.
{\displaystyle \lim _{x\to \infty }\left(1+{\frac {1}{x}}\right)^{x}=e.}
L'Hôpitalovo pravilo
uredi
Ovo pravilo koristi derivacije i ima uslov za primjenu. (Može se koristiti samo na graničnim vrijednostima oblika 0/0 ili ±∞/±∞. Ostali neodređeni oblici zahtijevaju algebarske manipulacije.)
lim
n
→
c
f
(
n
)
g
(
n
)
=
lim
n
→
c
f
′
(
n
)
g
′
(
n
)
{\displaystyle \lim _{n\to c}{\frac {f(n)}{g(n)}}=\lim _{n\to c}{\frac {f'(n)}{g'(n)}}}
Na primjer:
lim
n
→
0
sin
(
2
n
)
sin
(
3
n
)
=
lim
n
→
0
2
cos
(
2
n
)
3
cos
(
3
n
)
=
2
⋅
1
3
⋅
1
=
2
3
.
{\displaystyle \lim _{n\to 0}{\frac {\sin(2n)}{\sin(3n)}}=\lim _{n\to 0}{\frac {2\cos(2n)}{3\cos(3n)}}={\frac {2\cdot 1}{3\cdot 1}}={\frac {2}{3}}.}
Kraći način zapisivanja granične vrijednosti
lim
n
→
∞
∑
i
=
s
n
f
(
i
)
{\displaystyle \lim _{n\to \infty }\sum _{i=s}^{n}f(i)}
je
∑
i
=
s
∞
f
(
i
)
{\displaystyle \sum _{i=s}^{\infty }f(i)}
.
Kraći naćin zapisivanja granične vrijednosti
lim
n
→
∞
∫
a
n
f
(
x
)
d
x
{\displaystyle \lim _{n\to \infty }\int _{a}^{n}f(x)\;dx}
je
∫
a
∞
f
(
x
)
d
x
{\displaystyle \int _{a}^{\infty }f(x)\;dx}
.
Kraći naćin zapisivanja granične vrijednosti
lim
n
→
−
∞
∫
n
b
f
(
x
)
d
x
{\displaystyle \lim _{n\to -\infty }\int _{n}^{b}f(x)\;dx}
je
∫
−
∞
b
f
(
x
)
d
x
{\displaystyle \int _{-\infty }^{b}f(x)\;dx}
.