Определение. Точки, в которых нарушается непрерывность функции, называются точками разрыва этой функции.
Все точки разрыва функции делятся на точки разрыва первого и второго рода.
Определение. Точка разрыва называется точкой разрыва первого рода, если в этой точке существуют конечные односторонние пределы:
и
.
При этом: а) если то точка разрыва называется точкой устранимого разрыва; б) если
, то точка разрыва называется точкой конечного разрыва.
Величину называют скачком функции в точке разрыва первого рода.
Определение. Точка называется точкой разрыва второго рода, если хотя бы один из односторонних пределов не существует или равен бесконечности.
Пример 1. Доказать, что функция непрерывна в точке
.
¦ 1) По первому определению: .
2) По второму определению:
. ?
Пример 2. Исследовать функцию на непрерывность.
¦ – точка разрыва.
не существует, в других точках
.
– устранимый разрыв.
Функцию в точке можно доопределить
?
Пример 3. Найти точки разрыва функции и определить их вид.
¦
в точке разрыв первого рода.
в точке функция непрерывна.
?
Пример 4. Исследовать функцию на непрерывность
в точках и
.
¦
1)
– функция непрерывна.
2)
не существует – следовательно,
- точка разрава
Имеем разрыв II рода.
. ?
Свойства функций, непрерывных на отрезке
Функции, непрерывные на замкнутом отрезке, обладают рядом свойств, которые сформулируем в виде теорем (без доказательства).
Теорема 1. Если функция
непрерывна на отрезке
, то она достигает на этом отрезке своего наибольшего и наименьшего значения, т.е. существуют точки
и
, такие, что
,
. Следовательно,
для всех
.
На рисунке .
Следствие. Если функция непрерывна на отрезке, то она на нем органичена.
Теорема 2. Если функция непрерывна на отрезке
и принимает на его концах неравные значения
и
, то на этом отрезке она принимает и все промежуточные значения между
и
. Т.е. для любого числа
, заключенного между
и
, найдется внутри этого отрезка такая точка
, где
.
Прямая пересечет график функции по крайней мере в одной точке.
Следствие. Если функция
непрерывна на отрезке
и на концах отрезка принимает значения разных знаков, то на этом отрезке найдется хотя бы одна точка
, в которой
.
Глава II. ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЕ ИСЧИСЛЕНИЕ
Понятие производной,
Ее геометрический и физический смысл
Определение производной
Определение. Производной от функции в точке
называется предел отношения приращения функции
к приращению аргумента
при условии, что приращение аргумента стремится к нулю, т.е.
.
Обозначение:
.
Используют и другие
обозначения:
,
,
,
,
.
Производная функции в точке обозначается так:
.
Функция , имеющая производную в каждой точке интервала
, называется дифференцируемой на этом интервале.
Операция нахождения производной функции называется дифференцированием.
Вычислим производную функции , используя определение:
Теорема. (Связь между дифференцируемостью и непрерывностью функции).
Если функция дифференцируема в точке, то она в этой точке непрерывна. Обратное утверждение неверно.
Например, функция
в точке
непрерывна, но производная в этой точке не существует.