Sei ϵ > 0 \epsilon>0 gegeben. Wir müssen jetzt ein δ > 0 \delta>0 finden, so dass aus ∣ x − 0 ∣ = ∣ x ∣ < δ |x-0|=|x|<\delta (2)
folgt, dass ∣ f ( x) − 0 ∣ = ∣ x ⋅ sin 1 x ∣ < ϵ |f(x)-0|=\ntxbraceI{x\cdot \sin\dfrac 1 x}<\epsilon (3)
Es ist ∣ x ⋅ sin 1 x ∣ = ∣ x ∣ ⋅ ∣ sin 1 x ∣ \ntxbraceI{x\cdot \sin\dfrac 1 x}=|x|\cdot \ntxbraceI {\sin\dfrac 1 x} und ∣ sin x ∣ ≤ 1 |\sin x|\leq 1 wegen der Definition des Sinus. Damit gilt ∣ x ⋅ sin 1 x ∣ ≤ ∣ x ∣ \ntxbraceI{x\cdot \sin\dfrac 1 x}\leq |x| und wegen (2) brauchen wir nur ϵ = δ \epsilon=\delta zu setzen, um (3) zu erfüllen. Damit ist (1) gezeigt. Die Mathematik als Fachgebiet ist so ernst, daß man keine Gelegenheit versäumen sollte, dieses Fachgebiet unterhaltsamer zu gestalten. Blaise Pascal
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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. E-funktion Grenzwert, Exponentialfunktion Asymptote, Grenzwerte Exponentialfunktion | Mathe-Seite.de. 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.
Mathematische Definition: Epsilon-Delta Kriterium
Definition Sei f eine Funktion die in einem offenen Intervall definiert ist, indem sich auch c befindet, außer vielleicht an der Stelle c selbst. Dann ist der Grenzwert der Funktion f von x für x gegen c gleich L:
wenn für jede Zahl ε > 0 eine Zahl δ > 0 existiert, sodass
wenn 0 < | x - c | < δ dann | f ( x) - L | < ε für
In der geläufigen Definition des Grenzwerts nähert sich f ( x) beliebig nahe einer Zahl L an, wenn sich x dem Wert c von beiden Seiten nähert. Grenzwert e funktion te. Auch wenn sich diese Definition bereits recht technisch anhört, ist sie immer noch nach mathematischen Kriterien zu unpräzise. Die beiden Aussagen:
f ( x) nähert sich beliebig nahe an L an
x nähert sich c
sind beide mathematisch nicht definiert worden. Die erste Person, die eine mathematische Definition des Grenzwerts formuliert hat war der französische Mathematiker Augustin Louis Cauchy. Sein Epsilon-Delta Kriterium ist bis heute die am häufigsten benutzte Definition. Die Abbildung rechts veranschaulicht das Epsilon-Delta Kriterium.