大学微积分 如何判断函数是连续函数

大学微积分 如何判断函数是连续函数,第1张

首先按定义,函数在某点连续,当且仅当该函数在该点左右极限都存在且相等,且在该点的函数值等于极限值

其次,可以用柯西收敛准则来判断,函数f(x)在x0连续等价于:

对任意的η>0,存在δ>0,使得当x1,x2都落在x0的δ邻域内时|f(x1)-f(x2)|

函数一致连续性的判别方法如下:

若f(x)在区间上(a,b)(可以是闭区间,开区间,或者无限区间)上连续,且其一阶导数有界,即存在M>0,使得|f'(x)|<=M,则f(x)在区间(a,b)上一致连续。

f(x)=e^x,在(0,+∞)上,f‘(x)=e^x显然是无界的,所以e^x在(0,+∞)是非一致连续的。但是在闭区间上它是一致连续的。所以一致连续的判断还要看它所取区间。

用一致连续的定义当然能解决所有函数一致连续性的判定,但是用定义证明往往需要很高的技巧,而且在本身不知道是否一致连续时,就更加困难了。

因此在判定是否一致连续时,使用相关的定理会使问题变得简单的多。首先闭区间上连续的函数一定一致连续,这自不必说。对于有限开区间,也有很好的定理,由于是充要条件,所以这个定理完全解决了有限开区间上一致连续的判断问题。

所以判断一致连续的困难就在于无限开区间,它也有相关的定理。注意第一条不是一致连续的必要条件,例如y=x在x趋于无穷时无有限极限,甚至无界,但也是一致连续的,另外有界也不能保证一致连续,例如y=sinx^2。用这三个定理可以很方便的解决绝大多数函数一致连续的判定问题。

判断函数是否连续方法:求出某点左右极限,如果左极限等于右极限且等于函数在此处的函数值,则函数在此点连续,如果任意点在考察的范围内都满足这个条件,则该函数是连续的。

函数y=f(x)当自变量x的变化很小时,所引起的因变量y的变化也很小。例如,气温随时间变化,只要时间变化很小,气温的变化也是很小的;又如,自由落体的位移随时间变化,只要时间变化足够短,位移的变化也是很小的,对于这种现象,我们说因变量关于自变量是连续变化的,可用极限给出严格描述:设函数y=f(x)在x0点附近有定义,如果有lim(x->x0) f(x)=f(x0),则称函数f在x0点连续。如果定义在区间I上的函数在每一点x∈I都连续,则说f在I上连续,此时,它在直角坐标系中的图像是一条没有断裂的连续曲线。

摘要:函数的一致连续性是数学重要的概念,目前关于一致连续的判别方法主要是利用一致连续的定义和Cantor定理,通过判断函数一致连续性的两种方法:导数判断法和极限判断法,以及对这两种方法的相关定理的证明、实例介绍应用,使得对函数一致连续性的判断方法简单化、明了化 关键词:一致连续;导数判断法;极限判断法 弄清函数一致连续性的概念和掌握判断函数一致连续性的方法无疑是学好函数一致连续理论的关键数学分析中只给出的关于一致连续的判别方法主要是用一致连续性的定义和Cantor定理,为了使我们对函数一致连续性理论的全面掌握,作为对教材内容的适当扩充和补充,我另外归纳总结了以下两种判断函数一直连续的方法

如果函数f(x)满足:

  在闭区间[a,b]上连续;

  在开区间(a,b)内可导;

  在区间端点处的函数值相等,即f(a)=f(b),

  那么在区间(a,b)内至少存在一点ξ(a<ξ<b),使得 f'(ξ)=0

  罗尔定理的三个已知条件的直观意义是:f(x)在[a,b]上连续表明曲线连同端点在内是无缝隙的曲线;f(x)在内(a,b)可导表明曲线y=f(x)在每一点处有切线存在;f(a)=f(b)表明曲线的割线(直线AB)平行于x轴罗尔定理的结论的直观意义是:在(a,b)内至少能找到一点ξ,使f'(ξ)=0,表明曲线上至少有一点的切线斜率为0,从而切线平行于割线AB,也就平行于x轴

判断连续用定义法,函数f(x)在点x0是连续的,是指

lim(x→x0)f(x)=f(x0)

函数在某个区间连续是指

任意x0属于某个区间都有以上的式子成立。

还有一条重要结论:初等函数在其有意义的定义域内都是连续的。

从图像上看,可导函数是一条光滑曲线,即没有出现尖点,如y=x绝对值在x=0处是尖点,故不可导。而且因为可导必连续,所以不连续点(间断点)一定不可导。

从定义上,f'(x0)=lim△x→0

[f(x0+△x)-f(x0)]/△x

我们必须求出函数f(x)

在x=x0处可导的充分必要条件是x=x0处的左右导数都存在且相等,即f'(x0-0)=f'(x0+0)

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