Der Grenzwert der Funktion stimmt also mit dem Funktionswert an der Stelle x 0 x^0 überein. Beispiel 165Q Die Funktion f ( x, y) = x y x 2 + y 2 f(x, y)=\dfrac{xy}{x^2+y^2} ist an der Stelle ( x 1 0, x 2 0) = ( 0, 0) (x_1^0, x_2^0)=(0, 0) nicht definiert. Für die Folge ( x k) = ( 1 k, 1 k) (x^k)=\braceNT{\dfrac 1 k, \dfrac 1 k}, die für k → ∞ k\to\infty gegen (0, 0) strebt, ist f ( x k) = 1 2 f(x^k)=\dfrac 1 2. Ist man nun versucht, lim x → ( 0, 0) x y x 2 + y 2 = 1 2 \lim_{x\to(0, 0)}\, \dfrac{xy}{x^2+y^2}=\dfrac 1 2 anzunehmen, so wird man durch die Folge ( x k) = ( 1 k, c k) (x^k)=\braceNT{\dfrac 1 k, \dfrac c k} ( c ≠ 0 c\ne 0 ist eine konstante reelle Zahl) schnell umgestimmt. Denn es gilt: f ( x k) = c k 2 1 k 2 + c 2 k 2 f(x^k)=\dfrac {\dfrac c {k^2}} {\dfrac 1 {k^2}+\dfrac {c^2}{k^2}} = c 1 + c 2 =\dfrac c {1+c^2} Diese Ausdruck kann beliebig viele verschiedene Werte annehmen, daher existiert der Funktionsgrenzwert von f f an der Stelle (0, 0) nicht. Das entscheidende Kriterium ist Schönheit; für häßliche Mathematik ist auf dieser Welt kein beständiger Platz.
Feststellung 2. 6 (Rechenregeln für Grenzwerte) Gegeben sei ein offenes Intervall, und Funktionen mit und Dann folgt.. Wenn, so gibt es ein offenes Intervall mit, so daß Auf gilt dann:. Bezeichnung Im allgemeinen geben wir in der Aussage 3. ) das Intervall nicht an und schreiben:. Beweis (von Feststellung). 1. und 2. Dies folgt sofort aus den entsprechenden Regeln für Grenzwerte von Folgen. 3. Wir müssen ein offenes Intervall angeben, das enthält und auf dem ist: Nach Feststellung gibt es zu ein, so daß für und folgendes gilt: Die restliche Behauptung folgt nun aus der entsprechenden Regel (3) für Quotienten von Folgen. Beispiel. Die Funktion ist für erklärt, da: Es sei eine Folge mit für. Dann gilt Beispiele 2. 8 Die Heaviside-Funktion wird auf definiert durch Die Heaviside Funktion beschreibt einen Einschaltvorgang, ein Signal springt von auf. Der Grenzwert existiert offenbar nicht. Für Folgen in gilt, für Folgen in gilt. Man kann daher als rechtsseitigen Grenzwert und 0 als linksseitigen Grenzwert von in Punkte 0 auffassen.
Der Grenzwert gegen plus oder minus unendlich gibt an, wie sich die y-Werte verhalten, wenn die x-Werte immer größer oder immer kleiner werden. Der Grenzwert gegen eine bestimmte Zahl gibt an, wie sich die y-Werte verhalten, wenn die x-Werte sich einer bestimmten Zahl immer mehr annähern. Den Grenzwert einer endlichen Stelle kann man linksseitig oder rechtsseitig betrachten. Regel von l'Hospital anwenden wenn: Grenzwert der Funktion Loading...
Links- und rechtsseitige Grenzwerte Die Funktion hat eine vertikale Asymptote an der Stelle x =2 (siehe Graph). Gleichzeitig besitzt die Funktion eine vertikale Asymptote bei y =0. Das Verhalten für beliebig große und kleine Werte von x, wird durch folgende Grenzwerte beschrieben: Jetzt schauen wir uns die Funktion in der Nähe der vertikalen Asymptote bei x =2 genauer an. Zuerst betrachten wir die Seite links neben der Stelle 2. Nun schauen wir uns an, was passiert, je weiter wir uns nach rechts – also in Richtung der Stelle 2 – bewegen. Desto weiter wir uns der Stelle 2 von links aus annähern, desto kleiner wird x. Dieser linksseitige Grenzwert wird mathematisch so ausgedrückt: Da wir uns von links, mit Werten kleiner als x aus nähern, schreiben wir ein Minuszeichen in den Exponenten des Wertes, dem wir uns annähern – in diesem Fall 1. Bei einem rechtsseitigen Grenzwert, also wenn wir uns von rechts aus der Stelle 1 annähern, schreiben wir folgendes:
Bezeichnung und Bemerkung 2. 10 Man schreibt Der rechsseitige Grenzwert ist ein Spezialfall des Grenzwertbegriffes. Man kann also auch schreiben. Analog definiert man für ein nichtleeres, offenes Intervall mit rechtem Endpunkt den linksseitigen Grenzwert und schreibt Es sei ein offenes Intervall, und. Wir vereinbaren:,. Für innere Punkte gilt also: und. mbert 2001-02-09
Nun gilt Also ist nach oben durch beschränkt. Nach dem Monotoniekriterium konvergiert also die Reihe. Grenzwert der e-Reihe [ Bearbeiten] Nun zeigen wir, dass die -Reihe tatsächlich gegen die Eulersche Zahl konvergiert. Dazu benutzen wir den Sandwichsatz, indem wir die Folge der Partialsummen zwischen den beiden Folgen und "einquetschen". Da diese beide gegen konvergieren, folgt somit die Behauptung. Wir müssen also zeigen: Satz (Grenzwert der e-Reihe) Es gilt. Beweis (Grenzwert der e-Reihe) Wir zeigen und nutzen dann den Sandwichsatz: 1. Ungleichung:. Diese ist einfacher als die Zweite. Für beide benötigen wir den Binomischen Lehrsatz mit. 2. Für diese benötigen wir noch zusätzlich die Bernoulli-Ungleichung für. Außerdem wird am Ende der Ungleichung eine Teleskopsumme auftreten. Also haben wir gezeigt. Da, folgt mit dem Sandwichsatz auch. Bemerkungen [ Bearbeiten] Alternativ lässt sich auch zeigen, woraus dann ebenfalls folgt. Des Weiteren bilden die Folgen und eine Intervallschachtellung, deren Schnittelement ist.