第 三 章 连 续 函 数
§ 3.1 连续和间断
定义
定义在
,![]()
, 若
,则称函数
在点
连续,
称为连续点,否则称
为间断点。
函数
在
连续也可用
语言来叙述:
定义于
,
,若
,
, 使得当
且
时,有
,
则称
在点
连续。
等价地也可表述为
,
且
,
即如果
在
左右极限都存在,且等于该点函数值,称
在该点连续。
定义 (1)若函数在
点左右极限存在且相等,但不等于该点的函数值,则称
为可去间断点。
(2)若函数在
点左右极限存在,但不相等,称
为第一类间断点。
(3)若函数在
点的左右极限至少有一个不存在,称
为第二类间断点。
在可去间断点
上,我们修改
在
定义,
,则它就变成在
连续的函数了,这就是“可去”的意思。这不是本质间断的。另两类间断点才是本质的。

可去间断点

第一类间断点

第二类间断点
例
(ⅰ)
是连续点,其余都是第二类间断点。
(ⅱ)
是可去间断点。
(ⅲ)
是第一类间断点。
(ⅳ)
是第二类间断点。
(ⅴ)
是第二类间断点。
(ⅵ) Dirichlet 函数
每一点都是第二类间断点。
(ⅶ) Riemann 函数
所有有理点为可去
间断点,无理点为连续点。
定义 若
在区间上每一点连续(闭区间情况端点单侧连续),则称函数在区间上连续。
定理
在
上单调,则
只有第一类间断点。
证 无妨设
在
单调上升,
,当
时,函数值
单调上升,有上界
,所以极限存在,且
。
同理
。
若
,
为
连续点,若
,
为第一类间断点。
连续函数是一类“比较好”的函数,是研究微积分的基础。


微分或导数是求曲线
在
点切线的斜率,函数在
连续,是切线存在的必要条件。积分是求区间
上曲线
下面的一块曲边梯形的面积,函数
在
上连续,是面积存在的充分条件,连续不是可微的充要条件,也不是可积的充要条件,是介乎中间的一类函数,其直观意义是“不间断”,即不被剪开,也不被振断。