对于连续性,在自然界中有许多现象,如气温的变化,植物的生长等都是连续地变化着的。这种现象在函数关系上的反映,就是函数的连续性。

设函数 在点 的某个邻域内有定义,如果有 ,则称函数在点 处连续,且称 为函数的的连续点。

设函数在区间 内有定义,如果 在 的左极限存在且等于 ,即 ,那么就称函数在点 左连续。

设函数在区间 内有定义,如果 在 处右极限存在且等于 ,即: ,那么就称函数 在点 右连续。

一个函数在开区间 内每点连续,则为在 连续,若又在 点右连续, 点左连续,则在闭区间 连续,如果在整个定义域内连续,则称为连续函数。

显然,由极限的性质可知,一个函数在某点连续的充要条件是它在该点左右都连续。

设变量x从它的一个初值x1变到终值x2,我们把 叫做x在x1处的增量(或变化量)。注意增量 可正可负。

同样地,当自变量从x1变化到x2时,相应的函数值也发生变化。我们把 叫做函数值的增量(或变化量)。

再来分析连续的定义。若令 ,则 等价于 ,于是 等价于 。

而根据极限的定义, ,当 时,有

因此,得到函数连续的另一个定义:

这就是说,如果自变量在某一点处的增量趋于0时,对应函数值的增量也趋于0,就把f(x)称作是在该点处连续的。

注意:在函数极限的定义中曾经强调过,当x→x0时f(x)有没有极限,与f(x)在点x0处是否有定义并无关系。但由于函数在x0处连续,则表示f(x0)必定存在,显然当Δx=0(即x=x0)时Δy=0<ε。于是上述推导过程中可以取消0<|Δx|这个条件。

如果函数 在点 处不连续,则称 在点 处间断,并把 称为 的间断点。

间断有以下三种情况:

1.在点 处 没有定义,在 为发散状态(如图,y=tanx在x=kπ+π/2处无定义,并且在x=kπ+π/2处发散到无穷大);

2.在 无定义,趋近与 时连续波动(如图,y=sin(1/x)在x=0处无定义,并且在0的某个去心邻域内无限振荡);

3.虽然 有定义,且 存在,但不等于 (如图,分段函数在x=0处的左右极限都存在,但不等于f(0))。

共3张 连续函数

定理一 在某点连续的有限个函数经有限次和、差、积、商(分母不为0) 运算,结果仍是一个在该点连续的函数。

定理二 连续单调递增 (递减)函数的反函数,也连续单调递增 (递减)。

定理三 连续函数的复合函数是连续的。

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