ფუნქციის ზღვარი

ზღვარი — ცნება მათემატიკაში, კერძოდ მათემატიკურ ანალიზში.

ფუნქციის ზღვრის ცნების თვალსაჩინო აზრი XVII საუკუნის მათემატიკოსისათვის ნათელი იყო. მათ შეეძლოთ ზღვრების სწორად პოვნა, მაგრამ მიმდევრობის ზღვრისა და ფუნქციის ზღვრის ცნებების მკაცრი განსაზღვრებები, რომლებიც დღემდეა შენარჩუნებული მხოლოდ ფრანგი მატემატიკოსის ო. კოშის (1784-1857) მიერ იყო მოცემული და დიდხანს ყველასთვის არ იყო გასაგები.

განმარტება

ოგიუსტენ ლუი კოშის თანახმად ფუნქციის ზღვრის განსაზღვრება ასე ჩამოყალიბდება: „A რიცხვს ეწოდება f(x) ფუნქციის ზღვარი, როდესაც x მიისწრაფვის a-სკენ, თუ ნებისმიერი ε>0 რიცხვისათვის მოიძებნება ისეთი γ>0 რიცხვი, რომ |f(x)-A|<ε ყოველი x-ისათვის, რომელიც 0<|x-a|<γ უტოლობას აკმაყოფილებს“.

f(x)≈A მიახლოებითი ტოლობა, როდესაც x≈a, შეიძლება ნებისმიერი წინასწარ მოცემული სიზუსტით შესრულდეს. მართლაც |f(x)-A| გამოსახულება არის f(x)≈A მიახლოებითი ტოლობის აბსოლუტური ცდომილება. ის, რომ f(x)≈A მიახლოებითი ტოლობა, როდესაც x≈a, სრულდება ნებისმიერი წინსაწარმოცემული სიზუსტით, ნიშნავს შემდეგს: გამოთვლის რა სიზუსტეც უნდა ავიღოთ, x≈a მიახლოებიტი ტოლობის აბსოლუტური ცოდმილებისათვის შეგვიძლია შევარჩიოტ ისეთი საზღვარი _მას დადებითი γ რიცხვით აღნისნავენ, რომ, როდესაც 0<|x-a|<γ, მაშინ f(x)≈A მიახლოებითი ტოლობის ცდომილებისა, გამოთვლის მოცემულის სიზუსტის საზღვრებში დარჩება, ე.ი. |f(x)-A|<ε.

მაგალითისათვის მოვიყვანოთ შემდეგი f(x)→A და g(x)→B, როდესაც x→a, მაშინ f(x)+g(x)→A+B, როდესაც x→a. ავიროთ ნებისმიერი დადებითი ε რიცხვი, მაშინ ε/2>0 და ამიტომ :

1. f(x)→A, როდესაც x→a პირობიდან გამომდინარეობს, რომ შეიძლება შევარჩიოთ ისეთი γ₁>0 რიცხვი, რომ

|f(x)-A|<ε/2

ყველა იმ x-სათვის, რომლებიც 0<|x-a|<γ₁ უტოლობას აკმაყოფილებს.

2. g(x)→B, როდესაც x→a, პირობიდან გამომდინარეობს,რომ შეიძლება შევარჩიოთ ისეთი γ₂>0 რიცხვი, რომ

|g(x)-B|<ε/2

ყველა იმ x-სათვის, რომლებიც 0<|x-a|<γ₂ უტოლობას აკმაყოფილებს. γ₁ და γ₂ რიცხვებიდან უმცირესი ავღნიშნოთ γ-თი. მაშინ ნებისმიერი x-სათვის, რომელიც 0<|x-a|<γ უტოლობას აკმაყოფილებს, შესრულდება (1) და (2) უტოლობები. ამ x-ებისატვის გვაქვს : |(f(x)+g(x))-(A+B)|=|(f(x)-A)+(g(x)-B)|<=(ნაკლები ან ტოლი)|f(x)-A|+|g(x)-B|<ε/2+ε/2=ε

ამით დამტკიცდა, რომ f(x)+g(x)→A+B, როდესაც x→a. დანარჩენი წესები ანალოგიურად მტკიცდება.

XVII საუკუნეში მატემატიკაში მომხდარი ძირეული გადატრიალების მკაფიო დახასიათება მოგვცეს კარლ მარქსმა და ფრიდრიხ ენგელსმა. ენგელსი წერდა: "მათემატიკაში მობრუნების პუნქტი იყო დეკარტის ცვლადი სიდიდე. ამის წყალობით მათემატიკაში შევიდა მოძრაობა და დაიალექტიკა".

XVII საუკუნის ბევრი მათემატიკოსის ლოზუნგი ასეთი იყო : "იარეთ წინ და შედეგების სისწორის რწმენა თქვენთან მოვა".

მატემატიკური ანალიზის საწყისებმა მხოლოდ XIX საუკუნეში კოშის შრომების შემდეგ მიიღო ლოგიკური დასაბუთება. კერძოდ, ამისთვის აუცილებელი იყო ნამდვილ რიცხვთა მკაცრი თეორია. ეს თეორია კი მხოლოდ XIX საუკუნის მეორე ნახევარში განავითარეს ვაიერშტრასმა, დედეკინდმა და კანტორმა.

რესურსები ინტერნეტში

• როგორ დავთვალოთ ზღვარი? მარტივად ამოხსნის ხელოვნება დაარქივებული 2016-03-04 საიტზე Wayback Machine.