
题主这问题问的,到底是问聚点还是上下极限啊……
单说一下上下极限吧,有很多种定义方法,比如定义,还有用和定义,这两个定义不太直观,但是容易处理.另一个比较直观的定义方法是用最大最小的子序列极限来定义.
对数列,记是的子列极限全体,定义,.
可以证明这两个数都在中,证明留作习题.(可以参考baby Rudin p56.)
类似的,函数在某点的上下极限也可以定义,也会有不同的定义方法.
之所以定义上极限和下极限,是因为要研究那些形态没有那么好的数列或者函数,因为对于数列或者函数,极限往往不存在,但是上下极限总是存在的.比如说,有些情况下我们要的结果来自某个数列,但不一定要求这个数列是收敛的,只要上极限就可以了,例如幂级数的收敛半径,这个一言难尽,等学到了题主也许就看到了.
另举一例,虽然还没学到导数,但是这个高中应该都有所了解吧.函数在某点处的导数定义为.如果只是现在见到的大多数的函数,导数基本上都是存在的,但是如果眼界放宽一点,看更多的实函数,那么导数这个概念就太强了,但是研究一般函数的导数还是有意义的,因此我们可以这样定义一般函数的“导数”.
考虑函数在某点附近,从左边趋近于,上面那个极限不一定存在,但是上下极限总归存在的,因此我们可以定义左上导数,左下导数,分别指上面的式子的上极限和下极限.类似的,也有右上导数和右下导数.这四个数一定都是存在的(可能等于无穷).
如果这四个导数都相等且有限,那么称在点可导.
这样看起来好像问题变复杂了,但是最后的结果非常漂亮:
单调函数(及其线性组合)几乎处处可导.
几乎处处这个词大概题主要很久以后才会见到以及理解吧……先不要在意.这个定理说明,对于相当多的函数,谈论导数还是有意义的,个人感觉这也是个蛮漂亮的结论的.
以上.
