calculus

極限

極限とは、入力がある目標にいくらでも近づくとき、関数が近づいていく値を表す(必ずしもその値に達するとは限らない)。極限は微分と積分の両方の基礎となる。

非公式的には、limxaf(x)=L\lim_{x \to a} f(x) = L は次を意味する。xx が(どちらの側からでも)aa にいくらでも近づくとき、f(x)f(x)LL にいくらでも近づく。関数は aa で定義されている必要はなく、定義されていても関数値 f(a)f(a)LL に等しい必要はない。

形式的な ε\varepsilon-δ\delta 定義は次を要求する。任意の ε>0\varepsilon > 0 に対してある δ>0\delta > 0 が存在し、xa<δ|x - a| < \delta ならば f(x)L<ε|f(x) - L| < \varepsilon となる。

極限は「近づくが等しくない」という概念を厳密にする。これは微分(h0h \to 0)と積分(網目幅 0\to 0 のリーマン和)の背後にある原動力である。多くの物理・経済モデルは暗黙のうちに極限の推論に依存している。