一、函数的连续性

一、函数的连续性

定义1 设函数f(x)在点x0的某邻域内有定义,且满足

则称函数f(x)在点x0连续,称x0是函数f(x)的连续点.

用极限的ε-δ语言叙述:

函数f(x)在点x0连续,即对∀ε>0,∃δ>0,当<δ时有

记Δx=x-x0,称为自变量x的改变量(或增量),则

Δy=f(x)-f (x0)=f (x0+Δx)-f (x0

称为函数y=f(x)的改变量.此时,函数f(x)在点x0连续可定义为

即自变量的改变量趋于零时,函数的改变量也相应地趋于零.

例1 证明f(x)=sin x在(-∞,+∞)的任何点上连续.

证 对任意点x0∈(-∞,+∞),当自变量x的改变量为Δx时,函数的改变量

因为

所以

由夹逼定理知

因此,f(x)=sin x在(-∞,+∞)的任何点上连续.

下面定义函数的左连续及右连续的概念.

定义2 若f(x)=f(x0),则称f(x)在点x0左连续;若f(x)=f(x0),则称f(x)在点x0右连续.

显然,f(x)在点x0连续的充分必要条件是:f(x)=f(x0).

定义3 若函数f(x)在开区间(a,b)内每一点都连续,则称f(x)在(a,b)上连续;若f(x)在(a,b)上连续,且在点a右连续,在点b左连续,则称f(x)在闭区间[a,b]上连续.

例2 讨论函数

在x=1处的连续性.

解 f(x)在x=1有定义,且f(1)=1.考虑f(x)在x=1的左、右极限,

所以,f(x)在x=1左连续,但不是右连续.因而f(x)在x=1不连续.

例3 设f(x)在点x0连续,且f (x0)>0,证明存在x0的某邻域,使得在此邻域内有f(x)>>0.

证 因为f(x)在点x0连续,所以对∀ε>0,∃δ>0,当<δ时,有

f (x0)-ε<f(x)<f (x0)+ε.

取ε0>0,∃δ0>0,当<δ时,0

结论成立.

根据连续函数的定义,可以证明基本初等函数在其定义域内连续.