高中数学复习专题讲座函数的连续及其应用

高中数学复习专题讲座函数的连续及其应用

高考要求

函数的连续性是新增加的内容之一 它把高中的极限知识与大学知识紧密联在一起 在高考中，必将这一块内容溶入到函数内容中去，因而一定成为高考的又一个热点 本节内容重点阐述这一块知识的知识结构体系

重难点归纳

1 深刻理解函数f (x )在x 0处连续的概念

等式lim 0

x x →f (x )=f (x 0)的涵义是

(1)f (x 0)在x =x 0处有定义，即f (x 0)存在；

(2)lim 0

x x →f (x )存在，这里隐含着f (x )在点x =x 0附近有定义；

(3)f (x )在点x 0处的极限值等于这一点的函数值，即lim 0

x x →f (x )=f (x 0) 函数f (x )在x 0处连续，

反映在图像上是f (x )的图像在点x =x 0处是不间断的

2 函数f (x )在点x 0不连续，就是f (x )的图像在点x =x 0处是间断的

其情形

(1)lim 0x x →f (x )存在；f (x 0)存在，但lim 0

x x →f (x )≠f (x 0);

(2)lim 0x x →f (x )存在，但f (x 0)不存在 (3) lim 0

x x →f (x )不存在

3 由连续函数的定义，可以得到计算函数极限的一种方法 如果函数f (x )在其定义区间内是连续的，点x 0是定义区间内的一点，那么求x →x 0时函数f (x )的极限，只要求出f (x )在点x 0处的函数值f (x 0)就可以了，即lim 0

x x →f (x )=f (x 0)

典型题例示范讲解

例1已知函数f (x )=242+-x x , (1)求f (x )的定义域，并作出函数的图像；

(2)求f (x )的不连续点x 0;

(3)对f (x )补充定义，使其是R 上的连续函数

命题意图 函数的连续性，尤其是在某定点处的连续性在函数图像上有最直观的反映 因而画函数图像去直观反映题目中的连续性问题也就成为一种最重要的方法 知识依托 本题是分式函数，所以解答本题的闪光点是能准确画出它的图像

错解分析 第(3)问是本题的难点，考生通过自己对所学连续函数定义的了解 应明确知道第(3)问是求的分数函数解析式

技巧与方法 对分式化简变形，注意等价性，观察图像进行解答

解 (1)当x +2≠0时，有x ≠－2

因此，函数的定义域是(－∞,－2)∪(－2,+∞)

当x ≠－2时，f (x )=2

42+-x x =x －2, 其图像如上图

(2)由定义域知，函数f (x )的不连续点是x 0=－2

(3)因为当x ≠－2时，f (x )=x －2,

所以)2(lim )(lim 2

2-=-→-→x x f x x =－4

因此，将f (x )的表达式改写为f (x )=⎪⎩

⎪⎨⎧-=--≠+-2)( 4)2( 242x x x x

则函数f (x )在R 上是连续函数

例2求证 方程x =a sin x +b (a ＞0,b ＞0)至少有一个正根，且它不大于a +b

命题意图 要判定方程f (x )=0是否有实根 即判定对应的连续函数y =f (x )的图像是否与x 轴有交点，因此根据连续函数的性质，只要找到图像上的两点，满足一点在x 轴上方，另一点在x 轴下方即可 本题主要考查这种解题方法

知识依托 解答本题的闪光点要找到合适的两点，使函数值其一为负，另一为正 错解分析 因为本题为超越方程，因而考生最易想到画图像观察，而忽视连续性的性质在解这类题目中的简便作用

证明 设f (x )=a sin x +b －x ,

则f (0)=b ＞0,f (a +b )=a ·sin(a +b )+b －(a +b )=a ［sin(a +b )－1］≤0,

又f (x )在(0,a +b ］内是连续函数，所以存在一个x 0∈(0,a +b ］，使f (x 0)=0,即x 0是方程f (x )=0的根，也就是方程x =a ·sin x +b 的根

因此，方程x =a sin x +b 至少存在一个正根，且它不大于a +b

例3已知函数f (x )=⎪⎩⎪⎨⎧≤<-≤≤-+-<)51( )1(log )11( )1()1( 32

x x x x x x

(1)讨论f (x )在点x =－1,0,1处的连续性；

(2)求f (x )的连续区间

解 (1)lim 1--→x f (x )=3, lim 1+-→x f (x )=－1,所以lim 1

-→x f (x )不存在， 所以f (x )在x =－1处不连续，

但lim 1-→x f (x )=f (－1)=－1, lim 1

--→x f (x )≠f (－1), 所以f (x )在x =－1处右连续，左不连续

lim 1-→x f (x )=3=f (1), lim 1+→x f (x )不存在，所以lim 1

→x f (x )不存在， 所以f (x )在x =1不连续，但左连续，右不连续

又lim 0

→x f (x )=f (0)=0,所以f (x )在x =0处连续

(2)f (x )中，区间(－∞,－1),［－1,1］,(1,5］上的三个函数都是初等函数，因此f (x )除不连续点x =±1外，再也无不连续点，

所以f (x )的连续区间是(－∞,－1),［－1,1］和(1,5]

学生巩固练习

1 若f (x )=11113-+-+x x 在点x =0处连续，则f (0)等于( )