Функція називається неперервною в точці ,якщодля довільного числа існує число таке, що для всіх , які задовольняють умову , виконується нерівність .
Наведені означення рівносильні.
Функція називається неперервною в точці справа (зліва), якщо .
Отже, функція неперервна в точці , якщо вона неперервна в цій точці як справа, так і зліва.
Покажемо, що неперервна функція характеризується тим, що нескінченно малому приростові аргументу відповідає нескінченно малий приріст функції .
Дійсно, умову можна записати як . Тоді
.
Отже, можна дати наступне означення неперервності функції в точці . Функція називається неперервною в точці , якщо нескінченно малому приростові аргументу в цій точці відповідає нескінченно малий приріст функції.
Уведене поняття неперервності функції є локальною (місцевою) властивістю. Якщо функція неперервна в кожній точці інтервалу , то говорять, що вона неперервна на інтервалі . Якщо при цьому в точці функція неперервна справа, а в точці – неперервна зліва, то говорять, що функція неперервна на відрізку .
Зауважимо, що термін неперервної кривої походить із поняття неперервної функції. Графіком неперервної на функції є неперервна крива ("суцільна крива").
Операції над неперервними функціями
Теорема. Якщо функції неперервні в точці , то функції у точці також неперервні.
Доведення цієї теореми безпосередньо випливає з означення неперервності функції в точці та властивостей границь.
Теорема (про неперервність складеної функції). Якщо функція неперервна в точці , а функція неперервна в точці , причому , то складена функція неперервна, як функція від , у точці .
Доведення. Нехай задано довільне число . Тоді за неперервністю функції у точці знайдеться число таке, що для всіх , які задовольняють умову .
Для числа за неперервністю функції у точці знайдеться число таке, що для всіх , які задовольняють умову .
Отже, для довільного числа знайдеться число таке, що з умови випливає нерівність , а це означає, що функція неперервна в точці .
Можна довести, що всі елементарні функції в області їх визначення неперервні.
Звернемо увагу на те, що з означення неперервності функції у точці випливає
.
Наведемо приклади деяких важливих границь, обчислення яких спирається на неперервність елементарних функцій.
1) .
Доведення.
.
Якщо , то маємо: , тобто при виконується .
2) .
Доведення. Покладемо . Тоді . Якщо , то і .
.
Якщо , то маємо: , тобто при справедливо .
3) .
Доведення. Покладемо . Якщо , то і .
Далі . Звідси маємо: . Тоді
Розглянемо степенево-показниковий вираз . Нехай . Запишемо
.
Оскільки , то . Звідси маємо
.
Зазначимо, що вирази є не визначеними. Для знаходження відповіді на питання, що є границею виразу , у цих випадках недостатньо знати лише границі функцій , потрібно знати закон, за яким вони прямують до своїх границь.
3. Класифікація точок розриву функції.