在考研数学中,函数极限的定义题往往考验考生对极限概念的理解与应用。以下是一道典型的函数极限定义真题:
题目:已知函数$f(x)=\frac{x^2-1}{x-1}$,求$\lim_{x\to 1}f(x)$。
解题过程:
首先,我们注意到当$x$接近1时,分母$x-1$趋近于0,因此直接计算$f(1)$会得到一个“0/0”的不定形式。这时,我们需要运用极限的定义来解决。
根据极限的定义,对于任意正数$\epsilon$,存在一个$\delta > 0$,使得当$0<|x-1|<\delta$时,有$|\frac{x^2-1}{x-1}-L|<\epsilon$,其中$L$是所求的极限值。
将$f(x)$化简为$f(x)=\frac{(x+1)(x-1)}{x-1}$,可以消去分子和分母的$(x-1)$项,得到$f(x)=x+1$。
因此,我们需要证明$\lim_{x\to 1}(x+1)=L$。根据定义,我们需要找到一个$\delta$,使得当$0<|x-1|<\delta$时,$|x+1-L|<\epsilon$。
设$L=2$,则$|x+1-L|=|x+1-2|=|x-1|$。为了使得$|x-1|<\epsilon$,我们可以取$\delta=\epsilon$。
综上,我们证明了$\lim_{x\to 1}f(x)=2$。
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