连续不等_第九讲 函数的连续性与函数的间断点
寫在前面的話:
本講主要內(nèi)容講了連續(xù)性的定義,及其三個衍生的表述方式,函數(shù)的幾類間斷點。
最后一個例題回顧了極限的保號性,是不是又有點生疏了?沒關(guān)系,回過頭再看看。反復(fù)研讀,用心體會。
如果有錯誤的地方還請?zhí)岢鰜?#xff0c;我會及時糾正。大家一起學(xué)習(xí)吧~
一、函數(shù)的連續(xù)性:
- 函數(shù)連續(xù)定義:設(shè) 在 的某鄰域內(nèi)有定義,如果當自變量的增量 趨近于零時,對應(yīng)的函數(shù)增量 也趨近于零,即 ,則稱函數(shù) 在 點連續(xù)。
注:① 我們把
寫成 ,這樣 就可以寫成 ;②根據(jù)極限差的運算法則(戳我了解),我們把
變換一下就可以得到 ,亦即 ,最終可得③ 當
時, ,注釋②中的 又可以寫成所以綜合以上①②③三個注解,得出如下三個等價的定義:
更多的情況下,我們一般使用第3個等價定義,我們用
語言來描述第3個等價定義:設(shè)
在 的某鄰域內(nèi)有定義。如果對任意的 ,總存在正數(shù) ,使當 (相較極限定義中 ,少了左半邊大于 的部分,這樣保證了 可以取值為 ,即 存在)時,不等式 ,對比極限定義,有 ,再根據(jù)本文第3個等價定義,也就恰好證明了函數(shù) 在 點連續(xù)。- 函數(shù)的單側(cè)連續(xù)概念:
如果函數(shù)
左極限 存在且等于 ,則稱 在 點左連續(xù);如果右極限 存在且等于 ,則稱 于 點右連續(xù)。注:①函數(shù)在一點連續(xù)的充要條件是在該點處既左連續(xù)又右連續(xù)。
② 如果函數(shù)
在開區(qū)間 內(nèi)每一點連續(xù),則稱 是開區(qū)間 上的連續(xù)函數(shù),或稱 在開區(qū)間 上連續(xù);函數(shù) 在閉區(qū)間 連續(xù),是指 在開區(qū)間 連續(xù),且于左端點 右連續(xù),右端點 左連續(xù)。關(guān)于左右端點連續(xù)的描述如下圖所示:連續(xù)函數(shù)的例子:
(1)若
是多項式函數(shù),我們前面證明過(戳我了解),對任意的 ,有 ,亦即多項式函數(shù)在任意一點處的極限值都等于該點處的函數(shù)值,故多項式函數(shù)于 內(nèi)連續(xù)。(2)若
為有理函數(shù),由前面的證明知(戳我了解),只要 ,便有 ,因此有理函數(shù)在其定義域內(nèi)是連續(xù)的。(3)函數(shù)
在 內(nèi)連續(xù),下面給出證明:證明:設(shè)
是區(qū)間 內(nèi)任意一點,當 有增量 時,對應(yīng)函數(shù)的增量 ,由三角函數(shù)和差化積公式(戳我了解)我們在第七講重要極限1的證明過程中已經(jīng)利用單位圓解釋過(戳我了解),對于任意角度
,當 時有 ,所以 即有不等式 ,對此不等式使用夾逼準則(戳我了解)可知,當 時, ,根據(jù)函數(shù)連續(xù)定義知,函數(shù) 在 上是連續(xù)的。(4)函數(shù)
在 上連續(xù),證明過程與(3)中類似。二、函數(shù)的間斷點
設(shè)函數(shù)
在 的某去心鄰域內(nèi)有定義。如果 有下列三種情形之一:1.在
處沒有定義;2.雖然在
處有定義,但 不存在;3.雖然在
處有定義,且 存在 ,但 ;則函數(shù)
在 處不連續(xù),稱 為 的間斷點。注:實際上,以上三點本質(zhì)上就是破壞了函數(shù)連續(xù)定義中
的三種不同情況,破壞了這個等式肯定就不連續(xù)了,從而是間斷的了。例1.正切函數(shù)
在 處沒有定義,所以破壞了等式 ,故 是 的間斷點。又 ,故稱 為 的無窮間斷點。例2.函數(shù)
在點 處沒有定義,當 時, ,函數(shù)值在 和 之間變動無限多次,所以 稱為函數(shù) 的振蕩間斷點。例3.函數(shù)
在點 ,沒有定義,所以函數(shù)在 不連續(xù),但 ,如果補充點 ,則函數(shù)在 處就連續(xù)了,所以 為該函數(shù)的可去間斷點。例4.函數(shù)
在 處有定義 ,又 ,所以 是 的間斷點。但如果改變 在 處的函數(shù)值: ,則 于 點處連續(xù),所以 是 的可去間斷點。例5.函數(shù)
在 處有定義, ,且 ,左右極限都存在但是不相等,故 是 的間斷點。因為 的圖形在 有跳躍現(xiàn)象,故稱 是 的跳躍間斷點。以上我們討論了無窮間斷點、振蕩間斷點、可去間斷點和跳躍間斷點。那么我們通常把這些間斷點分為兩大類:
① 如果
是 的間斷點,左極限 與右極限 都存在(不一定相等),則稱 為第一類間斷點(可去間斷點、跳躍間斷點)。②如果
左右極限有一個不存在或兩個都不存在,則稱 為第二類間斷點(無窮間斷點、振蕩間斷點)。下面再補充一個例題:
例6:證明函數(shù)
在點 處連續(xù)且 ,則存在 的某鄰域 ,使當 時, 。證明:由于
于 處連續(xù),所以 ,由第七講中極限的保號性定理之定理1'(戳我了解),存在 的某去心鄰域 ,使當 時, ,故當 時, 。總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的连续不等_第九讲 函数的连续性与函数的间断点的全部內(nèi)容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
- 上一篇: 网站后台怎么管理()
- 下一篇: 国内外低代码开发平台调研(2022)