Niech . Przypomnijmy, że funkcja : jest ciągła w punkcie ciągłość funkcji w punkcieciągła w punkcie , gdy dla dowolnego ciągu elementów zbioru dążących do , zachodzi równość . W szczególności oznacza to, że istnieje granica funkcji w punkcie i jest ona równa wartości funkcji w punkcie . W praktyce często bada się granice jednostronne (tj. granicę lewostronnągranica prawostronna funkcji w punkciegranicę lewostronną i prawostronną funkcji w punkcie). Funkcja jest ciągła w punkcie jeżeli zachodzą równości .
Poniżej zbadamy ciągłość kilku funkcji we wskazanych punktach.
Przykład 1
Zbadamy ciągłość funkcji .
RhVImj0Cw9NXS
Oczywiście . Obliczymy granice jednostronne funkcji w punkcie .
Zatem , więc funkcja jest ciągła w punkcie .
Przykład 2
Zbadamy ciągłość funkcji w punkcie .
R7pj9eLgfsmLe
Rysunek sugeruje, że funkcja jest nieciągła w punkcie . Jak wykazać to formalnie?
Obliczymy granice jednostronne oraz , ale .
W tym przypadku istnieje granica funkcji w punkciegranica funkcji w punkciegranica funkcji w punkcie , ale nie jest ona równa wartości funkcji w punkcie . Zatem funkcja nie jest ciągła w punkcie w punkcie .
Przykład 3
Zbadamy ciągłość funkcji w punkcie .
R1AEvUah1IxhW
Obliczymy granice jednostronne funkcji w punkcie :
Skoro , to funkcja jest ciągła w puncie .
Przykład 4
Zbadamy ciągłość funkcji .
R1SG2eNYTb33N
Funkcje oraz są ciągłe w swoich dziedzinach, więc musimy zbadać ciągłość funkcji jedynie w punkcie . Zbadamy więc granice jednostronne:
Tym razem , więc oczywiście funkcja nie jest ciągła w punkcie .
Przykład 5
Zbadamy ciągłość funkcji w punkcie .
R53UU1DgHVgOA
Patrząc na rysunek możemy postawić hipotezę, że funkcja nie jest ciągła w punkcie . Pokazanie braku ciągłości jest w zasadzie łatwiejsze niż wykazanie ciągłości – wystarczy wskazać jeden ciąg, który „psuje” ciągłość. W naszym przypadku kandydat narzuca się naturalnie.
Rozważmy ciąg , który oczywiście dąży do . Wówczas ciąg wartości dąży do nieskończoności.
Dla porządku rozważmy ciąg , który również dąży do . Dla każdego zachodzi równość . Mamy więc ciąg stały, którego granicą jest .
Zatem nie istnieje granica prawostronna funkcji w punkciegranica prawostronna funkcji w punkciegranica prawostronna funkcji w punkcie . Funkcja ta nie jest więc ciągła w punkcie .
Przykład 6
Zbadamy ciągłość funkcji w puncie .
R14M0qCE5bl8h
Zauważmy, że zachodzą równości: . Stąd otrzymujemy, że funkcja jest ciągła w puncie .
Jako ciekawostkę rozważmy funkcję, która jest nieciągła w każdym punkcie swojej dziedziny.
Przykład 7
.
Rjkvf1PzcagGt
Oczywiście nie da się narysować wykresu tej funkcji, można jedynie oddać jej wyobrażenie.
Funkcja nie ma granicy w żadnym punkcie. Pokażemy, że nie ma granicy w punkcie .
Istotnie, rozważmy ciągi: oraz , które oczywiście dążą do . Wówczas dla każdego zachodzą równości oraz .
Zatem nie istnieje granica funkcji w punkcie , więc funkcja jest nieciągła w punkcie .
Słownik
ciągłość funkcji w punkcie
ciągłość funkcji w punkcie
funkcja : jest ciągła w punkcie , gdy dla dowolnego ciągu elementów zbioru dążących do i różnych od , zachodzi równość
granica funkcji w punkcie
granica funkcji w punkcie
funkcja : ma granicę w punkcie , gdy dla dowolnego ciągu elementów zbioru dążących do i różnych od , zachodzi równość . Piszemy wówczas
granica lewostronna funkcji w punkcie
granica lewostronna funkcji w punkcie
funkcja : ma granicę lewostronną w punkcie , gdy dla dowolnego ciągu dla dowolnego ciągu elementów zbioru dążących do i mniejszych od , zachodzi równość . Piszemy wówczas
granica prawostronna funkcji w punkcie
granica prawostronna funkcji w punkcie
funkcja : ma granicę prawostronną w punkcie , gdy dla dowolnego ciągu elementów zbioru dążących do i większych od , zachodzi równość . Piszemy wówczas