函数连续性和间断点汇总

x 0为第二类间断点 .
这种情况称为的振荡间 断点.
注意 不要以为函数的间断点只是个别的几个点.
★ 狄利克雷函数
1, 当x是有理数时, y D( x ) 0, 当x是无理数时,
在定义域R内每一点处都间断,且都是第二类间 断点. ★
x , 当x是有理数时, f ( x) x , 当x是无理数时,
0
义则称点 x0为函数 f ( x )的可去间断点 .
例5
讨论函数 2 x , 0 x 1, f ( x ) 1, x 1 x 1, 1 x , 在x 1处的连续性 .
y
2 1
y 1 x
y2 x
1
o
x
解
f (1) 1, f (1 0) 2,
定理 函数 f ( x )在 x0 处连续 是函数 f ( x )在 x0
处既左连续又右连续 .
x 2 , x 0, 例2 讨论函数 f ( x ) 在 x 0处的 x 2, x 0, 连续性.
f ( x ) lim ( x 2) 2 f (0), 解 lim
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x2 1 在 x 1 是第 _______ 类间 2 x 3x 2 x 2 是第_____类间断点 . x2 x 在 x 0 是第 ________ 类间 2 x ( x 1) x 1 是第______类间断点；在 x 1
断点；在 是第_____类间断点 . x, x 1 二、研究函数 f ( x ) 的连续性，并画出函数 1, x 1 的图形 .
故| f ( x ) |、 f ( x ) 在x0 都连续.
2
但反之不成立.
1, x 0 例 f ( x) x0 1,
在 x0 0 不连续
但 | f ( x ) | 、 f 2 ( x ) 在x0 0 连续
练 习 题
一、填空题： 1 、指出 y 断点；在 2 、指出 y
思考题解答
lim f ( x ) f ( x0 ) f ( x ) 在x0 连续， x x
0
且 0 f ( x ) f ( x0 ) f ( x ) f ( x0 )
lim f ( x ) f ( x0 )
x x0
lim f 2 ( x ) lim f ( x ) lim f ( x ) f 2 ( x0 ) x x0 x x0 x x0
1 x sin , x 0, 例1 试证函数 f ( x ) 在x 0 x x 0, 0, 处连续. 1 证 lim x sin 0, x0 x
又 f (0) 0,
lim f ( x ) f (0), x 0
由定义2知
函数 f ( x )在 x 0处连续.
y
2 1
o
1
x
2.跳跃间断点 如果 f ( x )在点 x0处左, 右极限都
存在, 但f ( x0 0) f ( x0 0), 则称点 x0为函数 f ( x )的跳跃间断点.
x, 例4 讨论函数 f ( x ) 1 x , x 0, 在x 0处的连续性. x 0,
y f ( x)
0
x x0 x 0 x x
x
0
x0
x 0 x
x
2.连续的定义
定义 1 设函数 f ( x ) 在U ( x0 ) 内有定义,如 果当自变量的增量x 趋向于零时,对应的函
lim y 0 数的增量y 也趋向于零,即 x0
x 0
或
lim [ f ( x 0 x ) f ( x 0 )] 0 ,那末就称函数
f ( x ) 在点 x 0 连续, x 0 称为 f ( x ) 的连续点.
设 x x0 x,
y f ( x ) f ( x0 ),
x 0 就是 x x0 , y 0 就是 f ( x ) f ( x0 ).
定义 2
设函数 f ( x ) 在U ( x 0 ) 内有定义, 如果
y
解
f (0 0) 0,
f (0 0) 1,
f (0 0) f (0 0),
x 0为函数的跳跃间断点 .
o
x
3.第二类间断点 如果 f ( x )在点 x0处的左、
右极限至少有一个不存在, 则称点 x0为函数 f ( x )的第二类间断点 . 1 , x 0, 例6 讨论函数 f ( x ) 在x 0处的连续性. x x , x 0, y
x x0
x x0
如果上述三个条件中只 要有一个不满足, 则称 函数 f ( x )在点 x0处不连续 (或间断), 并称点 x0为 f ( x )的不连续点(或间断点).
下面我们根据连续的本质“极限”来区 分 间断点的类别
1.可去间断点 如果 f ( x )在点 x0处的极限存在 ,
但 lim f ( x ) A f ( x ), 或 f ( x ) 在点 x 处无定 0 0 x x
解 f (0 0) 0,
f (0 0) ,
o x
x 1为函数的第二类间断点 .
这种情况称为无穷间 断点.
1 例7 讨论函数 f ( x ) sin 在 x 0处的连续性. x 解 在x 0处没有定义,
1 且 lim sin 不存在. x0 x
y sin 1 x
x 1
f (1 0) 2,
lim f ( x ) 2 f (1),
x 0为函数的可去间断点 .
注意 可去间断点只要改变或者补充间断处函 数的定义, 则可使其变为连续点.
如例5中, 令 f (1) 2,
2 x , 0 x 1, 则 f ( x) x 1, 1 x , 在x 1处连续.
函数 f ( x ) 当 x x 0 时的极限存在, 且等于它在
f ( x ) f ( x0 ) 点 x 0 处的函数值 f ( x 0 ) ,即 lim x x
0
那末就称函数 f ( x ) 在点x 0 连续.
" " 定义 :
0, 0, 使当 x x0 时, 恒有 f ( x ) f ( x0 ) .
,
x, x 1 四 、 f ( x ) 0, x 0 x 1 和 x 1 为 第 一 类 间 断 点 . x, x 1 a 0, b 1; a 1, b e 五、(1) (2) .
百度文库
x tan x , x k, k 2 f2 ( x) ( k 0,1,2,) . 0, x k 2
3.单侧连续
若函数f ( x )在(a , x 0 ]内有定义, 且f ( x 0 0) f ( x 0 ), 则称f ( x )在点x 0处左连续; 若函数f ( x )在[ x 0 , b)内有定义, 且f ( x 0 0) f ( x 0 ), 则称f ( x )在点x 0处右连续.
练习题答案
一、1、一类,二类； 2、一类,一类,二类. 二、 f ( x )在( ,1)与( 1,)内连续,x 1 为跳跃间 断点. 三、1、 x 1 为第一类间断点；
, 2、 x k 为可去间断点 2 x k( k 0) 为第二类间断点. x , x k, k f1 ( x ) tan x 2 1, x 0 ( k 0, 1, 2, )
一、函数的连续性
1.函数的增量
设函数 f ( x )在U ( x0 )内有定义, x U ( x0 ), x x x0 , 称为自变量在点 x0的增量.
y f ( x ) f ( x0 ), 称为函数 f ( x )相应于x的增量.
y
y f ( x)
y
y y
三、指出下列函数在指定范围内的间断点，并说明这些 间断点的类型，如果是可去间断点，则补充或改变 函数的定义使它连续 . x 1, x 1 x R 1、 f ( x ) 在 上 . 3 x , x 1 x 2、 f ( x ) ,在x R 上 . tan x 1 x 2n lim 四、讨论函数 f ( x ) n 的连续性，若有间断 1 x 2n 点，判断其类型 . ex b a, b 五、试确定 的值,使 f ( x ) ， ( x a )( x 1) x 1 . （1）有无穷间断点 x 0 ； （2）有可去间断点
x 0 x 0
lim f ( x ) lim( x 2) 2 f (0),
x 0 x 0
右连续但不左连续 ,
故函数 f ( x )在点 x 0处不连续.
4.连续函数与连续区间
在区间上每一点都连续的函数,叫做在该区间上 的连续函数,或者说函数在该区间上连续.
如果函数在开区间 (a , b)内连续, 并且在左端点 x a处右连续, 在右端点 x b处左连续, 则称 函数 f ( x )在闭区间 [a , b]上连续.
连续函数的图形是一条连续而不间断的曲线.
例如,有理函数在区间(,)内是连续的.
二、函数的间断点
函数 f ( x )在点 x0处连续必须满足的三个 条件 :
(1) f ( x )在点x0处有定义; ( 2) lim f ( x )存在;
( 3) lim f ( x ) f ( x 0 ).
x0 x0
要使 f (0 0) f (0 0) f (0), a 1,
故当且仅当a 1时, 函数 f ( x )在 x 0处连续.
三、小结
1.函数在一点连续必须满足的三个条件;
2.区间上的连续函数; 3.间断点的分类与判别;
第一类间断点:可去型,跳跃型. 间断点 第二类间断点:无穷型,振荡型.
仅在x=0处连续, 其余各点处处间断.
例8 当a取何值时,
cos x , x 0, 函数 f ( x ) 在 x 0处连续. a x , x 0, 解 f ( 0) a ,
lim f ( x ) limcos x 1,
x 0 x 0
lim f ( x ) lim(a x ) a ,
(见下图)
第 一 类 间 断 点 第 二 类 间 断 点
y
y 可去型
y 跳跃型
o
x0
x
o y
x0
x
o
x0
x
o
x 振荡型
无穷型
思考题
2 x x0 是 若 f ( x ) 在 0 连续，则| f ( x ) | 、 f ( x ) 在 2 f 否连续？又若| f ( x ) | 、 ( x ) 在x 0 连续， f ( x ) 在 x0 是否连续？