无穷大概念以直观的形象呈现,它描述的是在自变量变化过程中,变量或函数的绝对值持续增长到无法计量的极限情况。例如,函数f(x)=1/x,当x接近0时,其值趋向于无穷大,我们用符号表示为lim(1/x)=±∞(x→0)。
更为精确的定义如下:如果函数f(x)在点x0的某个去心邻域内定义(或当|x|大于某个正数时),且对任何正数M,无论其大小,总能找到另一个正数δ(或正数X),只要x满足0<|x-x0|X),函数值f(x)的绝对值总会大于M,那么我们称f(x)为x趋向于x0(或x趋向于无穷大)时的无穷大。
在自变量变化中,无穷大与无穷小存在密切关系:当x接近a且f(x)为无穷大时,1/f(x)则表现为无穷小;反之,如果f(x)为无穷小且f(x)不为0,那么1/f(x)才会是无穷大。
无穷大通常用符号∞表示,它与具体的极大数值有本质区别,不可混淆。无穷大根据正负值的不同,可以分为正无穷大(记作+∞)、负无穷大(记作-∞)以及可正可负的无穷大(记作∞),在数学的各个领域中扮演着重要角色。