- 中文名
- 无穷大
- 外文名
- infinity
- 分 类
- 数学
- 包 括
- 正无穷 负无穷
- 相 关
- 康托尔定理
- 类 似
- 无穷集合
在集合论中对无穷有不同的定义。德国数学家康托尔提出,对应于不同无穷集合的元素的个数(基数),有不同的“无穷”。
这里比较不同的无穷的“大小”的时候唯一的办法就是通过是否可以建立“一一对应关系”来判断,而抛弃了欧几里得“整敬鸦艰体大于部分”的看法。例如整数集和自然数集由于可以建立一一对应的关系,它们就具有相同的无穷基数。
自然数集是具有最小基数试欢奔的无穷集,它的基数用希伯来字母阿列夫右下角标来表示。
对于两个无穷集合,可以以能否建立放弃姜它们之间的双射,作为比较其大小的标准。
确切地讲,我们用基数的概念来描述集合,对于有限集合而言,可以认为它的基数就是元素的个数,但对无穷集而言,基数只能以下面的方式理垫迎解(当然也可以据此把无穷集合的基数说成是它元素的个数,但这个个数已经不是日常用语中的意思)。
如果集合A与集合B之间存在双射(一一对应),就认为它们的基数一样大;如果A与B的某个子集有双射,就认为A的基数不比B更大,也就是A到B有单射,B到A有满射;当A的基数不比B更大,且A、B基数不一样大时,就认为A比B基数小。
在ZFC集合论的框架下,任何集合都是良序的,从而两个集的基数总是大于、小于、等于中的一种,不会出现无法比较的情况。但若不包括选择公理,只有良序集的基数才能比较。
例如,可数祖戏集合,如自然数集,整数集乃至有理数集对应的基数被定义为“阿列夫零”。比可数集合“大”的称之为不可数集合,如实数集,其基数与自然数的幂集相同,为二的阿列夫零次方,被定义为“阿列夫壹”。
由于一个无穷集合的幂集总是具有比它本身更高的基数,所以通过构造一系列的幂集,可以证明无穷的基数的个数是无穷的。然而有趣的是,无穷基数的个数比任何基数都多,从而它是一个比任何无穷大都要大的“无穷大”,它不能对应于一个基数,否则会产生康托尔悖论的一种形式。
1.设函数f(x)在x0的某一去心邻域内有定义(或|x|大于某一正数时有定义)。如果对于任意给定的正数M(无论它多么大),总存在正数δ(或正数X),只要x适合不等式0<|x-x0|<δ(或|x|>X,即x趋于无穷),对应的函数值f(x)总满足不等式|f(x)|>M,则称函数f(x)为当x→x0(或x→∞)时的无穷大。
在自变量的同一变化过程中,无穷大与无穷小具有倒数关系,即当x→a时f(x)为无穷大,则1/f(x)为无穷小;反之,f(x)为无穷小,且f(x)在a的某一去心邻域内恒不为0时,1/f(x)才为无穷大。
无穷大记作∞,不可与很大的数混为一谈。
2.①如果当x>0且无限增大时,函数f(x)无限趋于一个常数A,则称当x→+∞时函数f(x)以A为极限.记作
②如果当x<0且x的绝对值无限增大时,函数f(x)无限趋于一个常数A,则称当x→-∞时函数f(x)以A为极限.记作
无穷大分为正无穷大、负无穷大,分别记作+∞、-∞ ,非常广泛的应用于数学当中。
两个无穷大量之和不一定是无穷大;
有限个无穷大量之积一定是无穷大。
对于发散至正无穷大(或负无穷大)的无穷级数 ,我们也记作 (或 )
例:
调和级数: