Limit suatu
fungsi merupakan salah satu konsep mendasar dalam
kalkulus dan
analisis, tentang kelakuan suatu fungsi mendekati titik masukan tertentu.
Suatu fungsi memetakan keluaran
f(x) untuk setiap masukan
x. Fungsi tersebut memiliki limit
L pada titik masukan
p bila
f(x) "dekat" pada L ketika
x dekat pada
p. Dengan kata lain,
f(x) menjadi semakin dekat kepada
L ketika
x juga mendekat menuju
p. Lebih jauh lagi, bila
f diterapkan pada tiap masukan yang
cukup dekat pada
p, hasilnya adalah keluaran yang (secara sembarang) dekat dengan
L. Bila masukan yang
dekat pada
p ternyata dipetakan pada keluaran yang sangat berbeda, fungsi
f dikatakan tidak memiliki limit.
Definisi limit dirumuskan secara formal mulai
abad ke-19.
Sejarah
Meskipun termasuk secara implisit dalam pengembangan kalkulus pada abad ke-17 dan 18, gagasan modern limit fungsi baru dibahas oleh
Bolzano, yang pada 1817, memperkenalkan dasar-dasar teknik
epsilon-delta.
[1] Namun karyanya tidak diketahui semasa hidupnya.
Cauchy membahas limit dalam karyanya
Cours d'analyse (1821) dan tampaknya telah menyatakan intisari gagasan tersebut, tapi tidak secara sistematis.
[2] Presentasi yang ketat terhadap khalayak ramai pertama kali diajukan oleh
Weirstrass pada dasawarsa 1850-an dan 1860-an
[3], dan sejak itu telah menjadi metode baku untuk menerangkan limit.
Notasi tertulis menggunakan singkatan
lim dengan anak panah diperkenalkan oleh
Hardy dalam bukunya
A Course of Pure Mathematics pada tahun 1908.
[2]
Definisi
Berikut beberapa definisi limit fungsi yang umum diterima.
Bila
f :
R
R terdefinisi pada garis
bilangan riil, dan
p, L
R maka kita menyebut
limit f ketika x mendekati p adalah L, yang ditulis sebagai:

jika dan hanya jika untuk setiap
ε >
0 terdapat
δ >
0 sehingga |
x -
p|<
δ mengimplikasikan bahwa |
f (
x) -
L | <
ε . Di sini, baik
ε maupun
δ merupakan bilangan riil. Perhatikan bahwa nilai limit tidak tergantung pada nilai
f (
p)
Limit searah
Limit saat: x → x
0+ ≠ x → x
0-. Maka, limit x → x
0 tidak ada.
Masukan
x dapat mendekati
p dari atas (kanan di garis bilangan) atau dari bawah (kiri). Dalam hal ini limit masing-masingnya dapat ditulis sebagai

atau

Bila kedua limit ini sama nilainya dengan
L, maka
L dapat diacu sebagai
limit f(x) pada p . Sebaliknya, bila keduanya tidak bernilai sama dengan
L, maka limit
f(x) pada
p tidak ada.
Definisi formal adalah sebagai berikut. Limit
f(
x) saat
x mendekati
p dari atas adalah
L bila, untuk setiap ε > 0, terdapat sebuah bilangan δ > 0 sedemikian rupa sehingga |
f(
x) - L| < ε pada saat 0 <
x -
p < δ. Limit
f(
x) saat
x mendekati
p dari bawah adalah
L bila, untuk setiap ε > 0, terdapat bilangan δ > 0 sehingga |
f(
x) - L| < ε bilamana 0 <
p -
x < δ.
Bila limitnya tidak ada terdapat osilasi matematis tidak nol.
Limit fungsi ini ada pada ketakhinggaan.
Bila dua unsur, ketakhinggaan positif dan negatif {-∞, +∞}, ditambahkan pada garis bilangan riil, kita dapat mendefinisikan limit fungsi pada ketakhinggaan. Dua unsur tambahan ini bukanlah bilangan, namun berguna dalam memerikan kelakuan limit pada kalkulus dan analisis.
Bila
f(
x) adalah fungsi riil, maka
limit f saat x mendekati tak hingga adalah
L, dilambangkan sebagai:

jika dan hanya jika untuk semua
ε >
0 terdapat
S > 0 sedemikian rupa sehingga |
f (
x) -
L| <
ε bilamana
x > S.
Dengan cara yang sama,
limit f saat x mendekati tak hingga adalah tak hingga, dilambangkan oleh

jika dan hanya jika bila untuk semua
R > 0 terdapat
S > sedemikian sehingga
f(
x) >
R bilamana
x > S.
Rumus biasa

Rumus
![{\displaystyle {\begin{matrix}\lim \limits _{x\to 0}&{\frac {x}{\sin x}}&=1\\\lim \limits _{x\to 0}&{\frac {\sin x}{x}}&=1\\\lim \limits _{x\to \infty }&x\sin({\frac {1}{x}})&=1\\\lim \limits _{x\to 0}&{\frac {ax}{\sin bx}}&={\frac {a}{b}}\\\lim \limits _{x\to 0}&{\frac {\sin ax}{bx}}&={\frac {a}{b}}\\\lim \limits _{x\to \infty }&{\frac {ax^{m}+b}{px^{n}+q}}&={\frac {a}{p}},\qquad m=n\\\lim \limits _{x\to \infty }&{\sqrt {ax^{2}+bx+c}}-{\sqrt {px^{2}+qx+r}}&={\frac {b-q}{2{\sqrt {a}}}},\qquad a=p\\\lim \limits _{x\to \infty }&{\sqrt[{3}]{ax^{3}+bx^{2}+cx+d}}-{\sqrt[{3}]{px^{3}+qx^{2}+rx+s}}&={\frac {b-q}{3{\sqrt[{3}]{a^{2}}}}},\qquad a=p\\\lim \limits _{x\to \infty }&(1+{\frac {1}{x}})^{x}&=e\\\lim \limits _{x\to 0}&(1+x)^{\frac {1}{x}}&=e\\\lim \limits _{x\to \infty }&(1+{\frac {a}{x}})^{bx}&=e^{ab}\\\lim \limits _{x\to 0}&(1+ax)^{\frac {b}{x}}&=e^{ab}\\\end{matrix}}}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/c3e69a702fe9d119e7cd551cb944f81ea3712ff8)