Но ведь существование предела не должно зависеть от обозначений и должно быть однозначно определено
Да, должно быть однозначно определено в пределах вашей задачи. Но это не исключает возможность другого определения в другой задаче, только это должно быть оговорено! Например, уравнение
не имеет решения в рациональных числах, но имеет в вещественных. А уравнение
не имеет действительных решений, но имеет комплексные.
А вот разница между
и
- не в обозначениях. Это два разных способа "расширить" прямую.
Если мы хотим добавить к вещественной прямой "бесконечно удаленный элемент", мы может сделать это двумя способами: две "бесконечности" со знаками, или одна, но без знака. На второй прямой ваш первый предел существует.