Материал: 2277

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

 

 

5

2

 

25

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

25

 

 

 

2

 

 

4

 

 

 

=

lim

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

2

 

9

9

 

x 0 3

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

sin3x sinx

 

0

 

 

 

 

2sin

3x x

cos

3x x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7.

 

lim

 

 

lim

 

 

 

 

2

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ln 1 x

 

 

 

 

 

 

ln 1 x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x 0

 

 

 

 

 

 

0

 

x 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

используем

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

lim

2sinxcos 2x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Сln 1 x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(

 

 

 

 

 

 

экв

валентность sin ~ ;

ln 1 ~ при 0)

 

limбАlim

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

lim

2xcos2x

 

lim 2cos2x 2cos

0 2.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x 0

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

x 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

x

4

x

 

0

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

1

 

 

4

x

 

 

 

 

4

 

 

1

 

8.

 

lim

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

lim

 

 

x x 1

 

lim

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

x 0 x2 x

0

 

x 0

 

 

 

x 0 x 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5 x

1

 

 

Д

 

 

 

 

 

 

 

4x

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x 0

x 1

 

x 0

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(второй предел в получившемся произведении является замечатель-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

И

ным и

 

равен

 

 

ln

 

 

 

(можно

 

также использовать

 

 

эквивалентность

a 1~ lna при 0)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

40

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

5

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ln

 

ln

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Посмотрите видео 5.

151

3.3. НЕПРЕРЫВНОСТЬ ФУНКЦИИ

§ 32. Непрерывность функции в точке

Функция y f x называется непрерывной в точке а, если она

определена в некоторой окрестности точки a и lim f x f a (прил.

x a

27).

Пределы справа слева:

и

 

 

 

lim

f x lim

f x предел справа (рис. 75);

x a

x a

 

 

 

 

Сx a

 

 

 

 

 

бА

 

 

 

а

 

 

 

Рис. 75

lim f x lim

f x предел слева (рис. 76).

x a

x a

 

 

 

 

x a

 

 

 

 

 

а

 

 

Д

 

Рис. 76

 

Пределы справа и слева могут быть разными (рис. 77).

y

 

 

И

 

 

 

A

 

 

 

B

 

 

 

 

 

 

x

lim

f x В

a

lim f x A

x a

 

 

x a

A B

Рис. 77

152

Развёрнутое определение непрерывности

Функция y f x является непрерывной в точке а, если 1) определено значение функции в точке а; 2) существуют конечные односторонние пределы

 

 

 

 

 

 

lim

f x ; lim f x ;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x a

x a

 

 

 

 

 

 

3) эти пределы равны между собой: lim

f x lim

f x ;

 

 

 

 

 

 

 

x a

f x

x a

f x f a

4)

эти пределы равны f (a):

lim

lim

С

 

 

x a

x a

 

( . 78).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

рис

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

f а

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 78

 

 

 

 

 

 

 

 

 

бА

 

 

 

 

Если функция непрерывна в каждой точке отрезка a;b , то го-

ворят, что функция непрерывна на отрезке a;b .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Свойства непрерывных функций

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Д

Теорема 1. Если f x и g x непрерывны в точке а, то

 

1)

f x g x сумма (разность) непрерывна в точке а;

 

2)

f x g x произведение непрерывно в точке а;

 

 

 

 

f x

 

 

 

И

3)

 

g x

 

отношение

непрерывно

в точке

а

при

условии

g a 0.

 

 

 

 

 

 

 

 

y x

Теорема 2 (непрерывность сложной

функции):

если

непрерывна в

точке а и z f y непрерывна в точке

b a , то

153

сложная функция z f x непрерывна в точке а.

 

 

 

 

Теорема 3. Все элементарные функции непрерывны в своей об-

ласти определения.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Теорема Вейерштрасса. Если функция непрерывна на отрезке

a;b , то она достигает на этом отрезке своего наименьшего и наи-

большего значений: x1,x2

a,b : f x1 m,

 

f x2 M .

 

 

ледствие теоремы Вейерштрасса. Если функция непрерывна

на

отрезке

a;b ,

то

она

ограничена

 

на

 

этом

отрезке:

C :

f x C на a,b .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Замечан е. Для открытого интервала (а, b)

теорема Вейершт-

С

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

расса неверна.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Теорема Коши. Если функция непрерывна на отрезке a;b , то

она пр н мает все промежуточные значения между наибольшим и

 

м значен ями: k

m,M

 

x

a,b

 

: f

 

x

 

k.

 

наименьш

 

 

0

 

 

 

0

 

 

 

Следств е теоремы Коши. Если функция непрерывна на от-

резке a;b

пр н мает на концах отрезка значения противополож-

ных знаков, то внутри отрезка найдется хотя бы одна точка, в которой

она обращается в нуль: x0

a,b : f x0 0.

 

 

 

 

 

 

 

 

§ 33. Точки разрыва графика функции и их классификация

 

ТочкабА, в которой нарушено хотя бы одно из четырех условий

непрерывности, называется точкой разрыва графика функции.

 

Точка а называется точкой разрыва первого рода, если условие

2 развернутого определения непрерывности функции не нарушено.

 

Графики функций с разрывами первого рода имеют вид, изо-

браженный на рис. 79 83.

 

 

Д

 

 

 

 

 

 

Иf a

 

y

a

 

 

 

 

 

 

y

 

f

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 79

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 80

 

 

 

 

 

 

 

154

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

 

 

 

y

 

 

f a

 

 

 

 

f a

несуществует

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

x

 

a

 

 

 

a

 

Р с. 81

 

 

 

Рис. 82

С

y

 

 

f a не существует

 

 

 

и

 

 

(устранимый разрыв)

 

 

x

 

 

a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 83

 

 

Разрыв, изо раженный на рис. 83, называется устранимым раз-

рывом. Для устранения разрыва достаточно доопределить функцию в

точке a: f a lim

f x lim

 

f x .

 

 

x a

 

x a

 

 

 

Точка разрыва а называется точкой разрыва второго рода, если

бА

 

нарушается условие 2 непрерывности функции, т. е.

 

lim

f x и (или) lim

f x .

x a

 

 

x a

 

Графики функций

с

 

Д

разрывами второго

рода показаны на

рис. 84 87.

 

 

 

 

И

y

 

 

 

y

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

x

a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

 

 

 

 

 

 

Рис. 84

 

 

 

Рис. 85

 

 

 

 

155