Непрерывность функции

Следствия из второго замечательного предела.

Второй замечательный предел.

Первый замечательный предел

Первый и второй замечательный предел.

Теоремы о предельном переходе в неравенствах.

Теорема 1. Теорема о «двух милиционерах».

Пусть заданы 3 функции f(x), j(x), g(x) такие, что f(x)£j(x)£g(x). Тогда если

Док-во: Вычтем А из всех частей неравенства f(x)£j(x)£g(x):

f(x)-A£j(x)-A£g(x)-A.

По теореме о представлении функции, имеющей предел: f(x)=A+a(x), g(x)=A+b(x), где a(x) и b(x) являются б/м. Между двумя б/м может находиться только б/м Þ по теореме о представлении функции, имеющей предел:.

Ч.т.д.

Теорема 2: Пусть функция f(x)³0 и существует конечный предел. Тогда A³0.

Док-во: Предположим противное: A<0. Тогда окрестность точки A лежит по оси ОY ниже начала координат. Þ В этой окрестности f(x)<0, чего быть не может.

Ч.т.д.

Теорема 3: Если f(x)³g(x) и

Док-во: Из неравенства f(x)³g(x) Þ f(x)-g(x)³0. По предыдущей теореме и арифметическим операциям Þ A³B.

Ч.т.д.

Доказательство:

Рассмотрим единичную окружность и отложим бесконечно малый угол x.

х

у

А

В

С

х

Пусть т.е. принадлежит 1 четверти.

Очевидны следующие неравенства:

Вернемся к неравенствам:

Перейдем к обратным выражениям:

Левая часть неравенства 1 1, т.к.

Правая часть неравенства

По теореме «о двух милиционерах»:

Аналогично при х<0:

Вместо x может быть любая б/м при х х₀, тогда

Ч.т.д.

Пример:

1)

2)

3)

Доказательство:

Вспомним число как предел числовой последовательности:

I случай.

Пусть х>1, возьмем n=[x] – целая часть числа х.

n х<n+1.

Перейдем к обратному выражению:

Возведем в степень:

Вычислим предел левой и правой части двойного неравенства:

По теореме «о двух милиционерах»:

II случай.

Пусть х<-1: проведем аналогичные рассуждения и сделаем замену –х=y, получим:

.

Ч.т.д.

Второй замечательный предел для функций:

Пример:

1) =

2) =

1.

Док-во:

Ч.т.д.

2.

Частный случай:

3.

Пусть функция y=f(x) определена в точке x₀ и некоторой ее окрестности.

Определение 1: Функция y=f(x) называется непрерывной в точке x₀, если она определена в этой точке и.

Dx=x-x₀ – приращение аргумента, Dy=f(x)-f(x₀)=f(x₀+Dx)-f(x₀) – приращение функции.

Определение 2: Функция y=f(x) называется непрерывной в точке x₀, если б/м приращению аргумента соответствует б/м приращение функции, т.е..

Определение 3: Функция y=f(x) называется непрерывной в точке x₀, если она определена в этой точке, оба односторонних предела существуют, конечны, равны между собой и равны значению функции в этой точке, т.е..

Определение: Функция y=f(x) называется непрерывной на промежутке, если она непрерывна в каждой точке этого промежутка.

Свойства непрерывных функций.

1. Сумма, произведение и частное двух непрерывных функций являются непрерывной функцией.

Док-во:

Докажем непрерывность суммы непрерывных функций.

Пусть f(x) и φ(x) непрерывны.

По первому определению непрерывности:,.

Рассмотрим

по первому определению сумма непрерывна в точке х₀.

Непрерывность произведения и частного непрерывных функций доказывается аналогично.

Ч.т.д.

2. У непрерывной функции знак предела и знак функции можно менять местами.

Если f(x) ‒ непрерывная функция, то.

Док-во: По первому определению непрерывности

.

Ч.т.д.

3. Все элементарные функции непрерывны в своей области определения. y=xⁿ, y=sin x, y=e^x,…

Док-во:

а) y=const.

Возьмем произвольное значение х и дадим приращение Δx.

Тогда функция получит приращение:

.

, т.к..

По второму определению непрерывности y=const непрерывна в своей области определения.

б) y=x.

Возьмем произвольное значение х и дадим приращение Δx.

.

По второму определению непрерывности:

.

y=x непрерывна в своей области определения.

в) y=sinx.

Возьмем произвольное значение х и дадим приращение Δx.

По второму определению непрерывности:

0 cosx

как произведение б/м на ограниченную функцию. y=sinx непрерывна при.

Ч.т.д.

4. Пусть функция x=x(t) непрерывна в точке t_0. Пусть функция y=y(x) непрерывна в точке x₀, где x₀=x(t₀). Тогда сложная функция y=y(x(t)) непрерывна в точке t₀.

Док-во:

Тогда по первому определению сложная функция непрерывна в точке х₀.

Ч.т.д.

16.Точки разрыва и их классификация.

Определение: Точка x₀, в которой нарушается условие непрерывности функции, называется точкой разрыва этой функции.

Функция терпит в точке x₀ разрыв, если.

Существует три типа точек разрыва:

1.	Точка x0 называется точкой устранимого разрыва, если функция y=f(x) неопределена в точке x0 и. Разрыв можно устранить доопределив функцию в точке x0.
2.	Точка х0 – точка разрыва первого рода (скачок), если, a¹b.	x0       a b
3.	Точка х0 – точка разрыва второго рода, если хотя бы один из односторонних пределов равен ¥ (бесконечный разрыв).

Дата добавления: 2014-01-15