सारांश
यह पाठ उन फलनों का अध्ययन करता है जिनके मान असीम रूप से बढ़ते या घटते हैं। यह सीमा की परिभाषाओं के साझा ढाँचे को उस खाने से पूरा करता है जो छूटा हुआ था, अर्थात मान के के निकट होने का खाना, और अनंत सीमाओं को, जो सीमा न होने का एक सटीक ढंग हैं, अपसरण के अन्य रूपों से अलग करता है। एक ही प्रमेयिका, व्युत्क्रम प्रमेयिका, अनंत सीमाओं को शून्य के बराबर सीमाओं में बदल देती है, जिससे योग, गुणनफल और भागफल के नियम सीमाओं के बीजगणित के नियमों से निकल आते हैं; केवल तुलना, अपरिबद्ध एकदिष्ट फलनों की प्रमेय और संघटन को अपनी अलग युक्ति चाहिए। इनसे वे दो परिणाम पूरे होते हैं जिन्हें पिछले पाठ अधूरा छोड़ गए थे: वह भागफल जिसका हर शून्य की ओर अग्रसर होता है, और वे परिमेय फलन जिनके अंश की घात अधिक है। पाठ यह भी दिखाता है कि अनिर्धार्य रूप नियम क्यों नहीं हैं, और अनंत सीमाओं के साथ संघटन पर समाप्त होता है।
अधिगम उद्देश्य
- चुनौती और प्रत्युत्तर के ढाँचे से अनंत सीमाओं को, किसी बिंदु पर, एक पक्ष से और अनंत पर, परिभाषित करना, और उन्हें अपसरण के अन्य रूपों से अलग करना।
- व्युत्क्रम प्रमेयिका सिद्ध करना और उससे तथा तुलना से अनंत सीमाओं के साथ योग, गुणनफल और भागफल के नियम निगमित करना।
- अनिर्धार्य रूपों को पहचानना और उदाहरणों से दिखाना कि वे कोई भी परिणाम दे सकते हैं।
- बहुपदों, परिमेय फलनों, त्रिकोणमितीय फलनों और संघटनों की अनंत सीमाएँ परिकलित करना, और अपरिबद्ध एकदिष्ट फलनों की प्रमेय सिद्ध करना।
छूटा हुआ खाना
चर के अनंत की ओर अग्रसर होने पर सीमाएँ वाले पाठ में एक साझा ढाँचा बताया गया था: सीमा की प्रत्येक परिभाषा मानों के बारे में एक चुनौती है जिसके साथ चर के बारे में एक प्रत्युत्तर है, और बदलता केवल यह है कि प्रत्येक वस्तु के निकट होने का क्या अर्थ है। चर के लिए सभी रूप पहले ही प्रयुक्त हो चुके हैं: किसी संख्या के निकट, उसके एक पक्ष में, या के निकट। मानों के लिए केवल एक: किसी संख्या के निकट। यह पाठ ढाँचे को शेष रूप से पूरा करता है, जिसमें मान के निकट होता है, अर्थात , या के निकट, अर्थात ।
मान लीजिए समुच्चय का एक संचय बिंदु है, जो का प्रांत है। कहा जाता है कि अनंत की ओर अग्रसर होता है जब , की ओर अग्रसर होता है, और लिखा जाता है , यदि प्रत्येक वास्तविक के लिए एक विद्यमान है जिससे हो, प्रत्येक के लिए जो में है और जिसके लिए । इसी प्रकार, , यदि प्रत्येक के लिए एक विद्यमान है जिससे हो, इन पर।
परिमाणकों से लिखने पर परिभाषा का रूप सदा जैसा ही है; चुनौती अब एक ऊपरी अर्धतल है, उन बिंदुओं का जिनकी कोटि से बड़ी है:
अन्य रूप केवल प्रत्युत्तर बदलकर प्राप्त होते हैं, जैसा पिछले पाठों में: यदि शर्त के लिए लागू हो; यदि एक विद्यमान हो जिससे शर्त के लिए लागू हो; और इसी प्रकार शेष स्थितियों में। आगे, चर के गंतव्यों में से किसी को भी सूचित करता है (, , , या ), और “ के निकट” का अर्थ है, स्थिति के अनुसार, किसी छिद्रित सामीप्य में, एक पक्ष में या किसी किरण पर। पाठ की सभी उपपत्तियाँ केवल एक साझा गुण का उपयोग करती हैं: के निकट लागू होने वाली दो शर्तें एक साथ के निकट लागू होती हैं, दो त्रिज्याओं में से छोटी या दो परिबंधों में से बड़ा लेकर। परिमित सीमाओं की जो प्रमेयें किसी भी गंतव्य पर उद्धृत की जाती हैं (अद्वितीयता, स्थानीय परिबद्धता, चिह्न का संरक्षण, सीमाओं का बीजगणित और सीमाओं के बीजगणित वाले पाठ की प्रमेयिकाएँ), वे इन सभी में लागू होती हैं, एकपक्षीय सीमाओं वाले पाठ के कारण और पिछले पाठ की प्रतिलोमन प्रमेयिका के कारण, जिसका परिबंध और त्रिज्या के बीच का संगति-संबंध अनंत सीमाओं को भी उसी प्रकार स्थानांतरित करता है, क्योंकि वह चुनौती के रूप पर निर्भर नहीं करता।
यह ज़ोर देना उचित है कि यह लेखन क्या कहता है। यदि , तो फलन की पर कोई सीमा नहीं होती, एक वास्तविक चर के फलनों की सीमा वाले पाठ के अर्थ में, क्योंकि वह के निकट परिबद्ध नहीं है, और स्थानीय परिबद्धता कहती है कि सीमा वाला फलन परिबद्ध होता है। के साथ समता सीमा न होने का एक सटीक ढंग बताती है। कहा जाता है कि , पर अपसरित होता है यदि वहाँ उसकी कोई परिमित सीमा नहीं है; या की ओर अग्रसर होना अपसरण के दो रूप हैं, पर एकमात्र नहीं। फलन , पर अपसरित होता है और परिबद्ध है; फलन , पर अपसरित होता है, के निकट परिबद्ध नहीं है, और फिर भी न की ओर अग्रसर होता है न की ओर, क्योंकि वह के इच्छानुसार निकट बिंदुओं पर शून्य हो जाता है।
। इसके विपरीत, और , इसलिए न की ओर अग्रसर होता है न की ओर, जब , की ओर अग्रसर होता है। चुनौती का प्रत्युत्तर के व्युत्क्रम का वर्गमूल है। चित्र में ऊपरी अर्धतल चुनौती है; के पास की पट्टी, प्रत्युत्तर।
प्रमाण
मान लीजिए एक वास्तविक संख्या है; पर विचार करना पर्याप्त है, क्योंकि बड़ी चुनौती का प्रत्युत्तर सभी छोटी चुनौतियों का भी प्रत्युत्तर है। प्रत्युत्तर के रूप में उसके व्युत्क्रम का वर्गमूल लिया जाता है।
यदि , तो का वर्ग धनात्मक है और से छोटा है; धनात्मक संख्याओं के व्युत्क्रम लेने पर असमिका उलट जाती है।
दाएँ पक्ष से के लिए, पिछले पाठ का व्युत्क्रम वाला साध्य प्रत्युत्तर देता है। बाएँ पक्ष से, , का योज्य प्रतिलोम है, और , के दाईं ओर है: मान से छोटे हैं।
केंद्र वाले प्रत्येक छिद्रित सामीप्य में के ऐसे मान हैं जो से बड़े हैं और ऐसे जो से छोटे हैं: कोई भी न चुनौती का प्रत्युत्तर देता है के लिए, न चुनौती का के लिए।
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