3.已知函数
(1)求f(x)的定义域;(2)作出f(x)的图形;(3)判断f(x)是否处处连续.
解:(1)f(x)的定义域是[-4,3.5].
(2)f(x)的图象如图所示.
(3)由f(x)的图象可知,在定义域[-4,3.5]上,f(x)在点x=-1处不连续,因为f(x)在x=-1处没有极限.
点评:分段函数的定义域是其各段定义域的并集,易知基本初等函数在其定义域内都是连续的,因此分段函数在其各段内也是连续的,重点应判断各段的交界处是否连续,对这些点应用连续的定义判断,凡其图象在某点处断开,则函数在该点处不连续.
2.利用下列函数的图象,说明函数在给定点处是否连续.
(1)f(x)=,点x=0
解:∵f(x)在x=0处没有定义. ∴f(x)在x=0处不连续.
(2)f(x)=|x|.点x=0
解:∵f(x)=0=f(0),∴f(x)在x=0处连续.
1.下面我们直接从图中,观察函数x=a处是否连续,并说出理由.
(1) (2) (3) (4)
(1)连续.因为函数在点x=a处有定义,极限存在,并且极限值等于在a点的函数值.(如图(1))
(2)不连续.因为函数在x=a处的极限值不等于在x=a处的函数值.(如图(2))
(3)连续.因为函数在点x=a处,有定义,有极限,极限值等于函数值.(如图(3))
(4)不连续.因为函数在x=a处没有极限.(如图(4))
(5)不连续.因为函数在x=a处没有定义.(如图(5))
例1 讨论下列函数在给定点处的连续性.
(1)f(x)=,点x=0. (2)g(x)=sinx,点x=0.
分析:我们如果要很直观地看在给定点是否连续,画图方法最方便.
我们已经画出了两个函数的图象了.从图中,我们可以直接看出在x=0处函数连续的情况,
函数f(x)=在点x=0处不连续,因为函数f(x)=在点x=0处没有定义.
函数g(x)=sinx在点x=0处连续,因为函数g(x)=sinx,在x=0及附近都有定义,sinx存在且sinx=0而sin0=0.
解:(1)∵函数f(x)=在点x=0处没有定义 ∴它在点x=0处不连续.
解:(2)∵sinx=0=sin0,∴函数g(x)=sinx在点x=0处是连续的.
点评:写g(x)=sinx在点x=0处连续只要把第三个条件写一下就可以,因为它已经包含前两个条件了,我们已经知道函数在一点连续的定义了.
例2 求f(x)=x x∈[-1,1]的最大值和最小值.
解:最大值 f(1)=1;最小值 f(-1)=-1.
7.最大值最小值定理
如果f(x)是闭区间[a,b]上的连续函数,那么f(x)在闭区间[a,b]上有最大值和最小值
我们现在已经学习了函数在一点连续的定义,和需要满足的三个条件,下面看两个例子,看在给定点处是否连续,都要说明理由的
6.最小值
f(x)是闭区间[a,b]上的连续函数,如果对于任意x∈[a,b],f(x2)≤f(x),那么f(x)在点x2处有最小值f(x2).
由图我们可以知道,函数f(x)在[a,b]上连续,则一定有最大最小值,这是闭区间上连续函数的一个性质.最大,最小值可以在(a,b)内的点取到,也可以在a,b两个端点上取到.
5.最大值
f(x)是闭区间[a,b]上的连续函数,如果对于任意x∈[a,b],f(x1)≥f(x),那么f(x)在点x1处有最大值f(x1).
4.函数f(x)在[a,b]上连续的定义:
如果f(x)在开区间(a,b)内连续,在左端点x=a处有f(x)=f(a),在右端点x=b处有f(x)=f(b),就说函数f(x)在闭区间[a,b]上连续,或f(x)是闭区间[a,b]上的连续函数.
如果函数f(x)在闭区间[a,b]上是连续函数,那它的图象肯定是一条连续曲线.
我们来看这张图,它是连续的,在a、b两点的值都是取到,所以它一定有一个最高点和一个最低点,假设在x1这点最高;那么它的函数值最大,就是说[a,b]区间上的各个点的值都不大于x1处的值,用数学语言表示就是f(x1)≥f(x),x∈[a,b],同理,设x2是最低点,f(x2)≤f(x),x∈[a,b].
3.函数f(x)在(a,b)内连续的定义:
如果函数f(x)在某一开区间(a,b)内每一点处连续,就说函数f(x)在开区间(a,b)内连续,或f(x)是开区间(a,b)内的连续函数.
f(x)在开区间(a,b)内的每一点以及在a、b两点都连续,现在函数f(x)的定义域是[a,b],若在a点连续,则f(x)在a点的极限存在并且等于f(a),即在a点的左、右极限都存在,且都等于f(a), f(x)在(a,b)内的每一点处连续,在a点处右极限存在等于f(a),在b点处左极限存在等于f(b).
2. 函数在一点连续的定义: 如果函数f(x)在点x=x0处有定义,f(x)存在,且f(x)=f(x0),那么函数f(x)在点x=x0处连续.
由第三个条件,f(x)=f(x0)就可以知道f(x)是存在的,所以我们下定义时可以再简洁一点. 函数f(x)在点x0处连续的定义.
如果函数y=f(x)在点x=x0处及其附近有定义,并且f(x)=f(x0),就说函数f(x)在点x0处连续.
那怎么根据在一点连续的定义来定义在一个开区间(a,b)内连续的定义. 区间是由点构成的,只要函数f(x)在开区间内的每一个点都连续,那么它在开区间内也就连续了.
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