2016考研数学:函数连续性的定义
说起连续,首先我们的头脑里要有一幅图画,因为在高等数学里面,所有的概念都是通过极限来定义的,而这会对我们的理解造成障碍。所以,我们需要借助图像,把抽象化的东西具体化。比如说,给出一个坐标轴,要画出一条连续的曲线出来,应该怎么做?其实,方法很简单。我们只需把笔放到纸上,只要保证在整个画的过程当中,笔不离开纸,随便怎么画,得到的曲线都是连续的。所以说,连续很简单,连续就是不间断。然后,我们从数学的角度来来认识一下连续。连续,一定是通过极限去定义的。首先,我们先来研究一下函数在一点处的连续。如果,我们在一条连续的曲线上面取一点x0,在这条曲线上面,我令x→x0。我们会发现,不管x是从左边趋近于x0,还是从右边趋近于x0,两边的极限都都等于函数在这一点的函数值f(x0)。如果是这样的话,我们就称函数在点x0处连续;连续的数学定义就是:假设函数f(x)在x=x0的某邻域内有定义,并且,
,则称函数f(x)在x=x0处连续。
所以,到现在为止,提到连续,我们要想到两个东西:首先,从图像上看,连续就是不间断,连续就是连续;其次,从数学定义上看,只要这个式子
成立,就叫连续。这两点之间的关联,同学们要记清楚。其实,在考试里面,要掌握这个概念,很关键的一点是,我们在前面讲的极限的概念和求极限的基本方法,你要熟练。所以,连续这个概念的根本还是在极限。
这是我们对于连续这个概念的一个相对比较初步的认识,原则上来讲,我们理解了这个也就够了。但是,我们还可以做进一步的阐释。所谓函数在x0点连续,指的是这个等式
要成立。但是,我觉得对于这个等式,你要读懂它的意思。一旦一个定义式里面提到极限,就会牵涉到这个极限到底存不存在。因为,我们在求极限时,有些时候极限存在,有些时候极限不存在。所以,这个等式
左边的极限,可能存在也可能不存在。要想让这个等式成立,首先得保证这个极限是存在的,然后,还得有这个极限值等于x0点的函数值。
我们知道,函数在一点处的极限存在,其实是要求它的左、右极限都存在且相同。所以说,连续性的定义还可以这样去表达:
认识到这一点,才算是真正的理解了函数的连续性,这对我们后续的解题或者对我们理解这块的内容有两个方面的意义。首先,有些时候,我们是需要分别计算左、右极限的。也就是说,一提到函数f(x)在x0这一点连续,我们需要把两个东西反应出来:第一,要把这个式子
反应出来;其次,还应该把这个式子
反应出来。当然,这两个式子是完全等价的,具体用哪个,就取决于函数在这一点的极限需不需要分左右去算。到现在为止,对函数连续性这个概念,我们就从这两方面去掌握就可以了。
当然了,第二个意义是什么呢?我们发现,函数在一点处连续,要求左、右极限都要存在并且都要等于函数值,这个条件其实相对来说有点过于苛刻了,很多时候,我们的函数可能不能完全满足,有可能只满足一部分。比如说,有些时候,我们会发现,左极限是等于函数值的,这个叫函数f(x)在x0处左连续。类似的,我们可以定义右连续。
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(本文作者为中公考研数学辅导名师——曹严梅)
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