單側極限

左右極限不同時,雙側極限不存在

雙側極限同時要求兩件事:由左側與右側趨近的值,都必須走向同一個目標。只找到一側不夠;該點的函數值,也不能修補兩側極限的不一致。

先看結論

只有左極限與右極限趨近相同值時,雙側極限才存在。

表示式在趨近點兩側行為不同時,必須分別檢查兩個方向。

完整比較:x 趨近 0 時的 1/x

x 為接近零的負數時,1/x 為負且絕對值增大,因此左極限為 −∞。x 為接近零的正數時,1/x 為正且增大,因此右極限為 +∞。

兩個方向不相同,因此雙側極限不存在。將雙側結果寫成「∞」,會隱藏相反的正負號,是不正確的。

有限的跳躍也用相同判斷。若左側趨近 2、右側趨近 5,該點函數值或 2 與 5 的平均,都不是極限。兩側必須一致。

可去的空點則不同。如果兩側趨近同一個數,即使該點函數未定義,或被指定不同數值,極限仍可能存在。

1
lim x→0⁻ 1/x = −∞
2
lim x→0⁺ 1/x = +∞
3
兩個方向不同 → 雙側極限不存在

解題範例

lim x→0⁻ 1/x
−∞-\infty

由負數輸入趨近時,倒數保持為負。

lim x→0⁺ 1/x
∞\infty

由正數輸入趨近時,倒數保持為正。

lim x→1 (x²−1)/(x−1)
22

約分後兩側都趨近相同值,即使原表示式有空點,極限仍存在。

常見錯誤

  • • 只檢查較容易計算的一側。
  • • 未檢查附近值,就把該點函數值當成極限。
  • • 將相反方向的無窮發散視為同一個無窮極限。
  • • 以為只要函數值未定義,極限就不存在。

用計算機試算同一道題

每個連結都會開啟對應計算機,並帶入完整算式、變數與必要條件。

開啟未填入範例的計算機: 極限

參考資料

常見問題

函數未定義時,雙側極限仍能存在嗎?+

可以。極限取決於附近值。如果兩個單側極限一致,缺少該點函數值不會阻止極限存在。

一側有限、另一側無窮大時呢?+

兩側不一致,因此雙側極限不存在。

跳躍不連續一定使雙側極限不存在嗎?+

在跳躍點,是的:左右側趨近不同的有限值。但在該點以外,其他極限仍可能存在。

重點整理

報告雙側極限前,先計算兩個方向。相同的值能確立極限;只要方向不一致,該點的雙側極限就不存在。

比較使用方案