1.6 连续函数及其性质

高等数学A1



周维祺

邻域和去心邻域

  • 给定以及

  • 称开区间为的邻域

  • 称为的去心邻域

连续性

若实函数在的某个邻域上有定义,且

则称在处连续,若在开集中每个点处都连续,则称在上连续

间断点

  • 在处无定义或在其附近无定义

  • 在处有定义,但不存在

  • 在处有定义,但

练习

  • 设,指出以下函数在处是否连续,说明理由



间断点的分类

  • 设是的间断点

  • 若和都存在,则称是第一类间断点

  • 不属于第一类间断点的称为第二类间断点

左连续和右连续

  • 若存在,使在上有定义,且,则称在处左连续

  • 若存在,使在,上有定义,且,则称在处右连续

  • 若在的某个邻域上有定义,则当且仅当在处左连续且右连续时在处连续

区间上的连续函数

  • 若在开区间的每个点处都连续,则称是上的连续函数

  • 若在区间的每个点处都连续,且:
    在处右连续,则称是上的连续函数
    在处左连续,则称是上的连续函数
    在处右连续,在处左连续,则称是上的连续函数

  • 初等函数在其定义域上都连续

连续函数的运算

  • 有限个连续函数的和与积仍连续

  • 连续函数的复合仍连续

  • 以上可由极限的运算法则推得

  • 一般而言,连续函数的反函数不一定连续
    (例:弧度圆周上的轨迹)

有界闭区间上连续函数的性质:有界性

  • 设连续,则在上有最大和最小值

  • 即存在使对任意都成立

  • 反例:在上没有最值

  • 反例:在上没有最值

概念辨析

  • 最值:函数能取该值,全局性质

  • 极值:函数能取该值,局部性质

  • 上下界:函数不需要能取到该值

有界闭区间上连续函数的性质:介值性

  • 设连续,且有最大值和最小值,则能取到与之间的任意值

  • 即对任意,都存在满足

  • 特别地,若,则存在满足

例子

  • 设连续,,则存在,使得

  • 设在上最大值为,最小值为

  • 显然

练习

证明方程有三个实根

小结

  • 连续性、左连续、右连续的定义

  • 间断点及其分类

  • 连续函数的运算性质

  • 连续函数在有界闭区间上的有界性和介值性