当前课程知识点:微积分(先修课) > 第二章 连续函数 > 2.1 连续函数的概念 > 2.1.3 间断点的分类
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大学先修课
微积分课程
今天我们介绍
第二章
连续函数
第一节
连续函数的概念3
在前面
我们介绍了函数在一点的连续性结论
我们知道
函数在一点连续
指的就是
它在这一点的极限值
等于函数值
函数在一点不连续时
它在这一点的
附近
函数值的变化情况
应该是多种多样的
为了区分
不同的间断点
我们根据
函数在一点发生间断的原因
在这一讲中
将介绍
函数间断点的分类情况
三 函数的间断点
及其分类
如果函数f(x)
在x0点处
不连续
我们就称
x0是f(x)的间断点
我们根据
函数在间断点
它的左右极限的情况
来对间断点进行分类
我们写成一个定义
如果
函数f(x)
在点x0处
它的左极限
和右极限都存在
但是
函数不连续
我们就称
xo是f(x)的第一类间断点
如果
函数f(x)在x0点的左极限
和右极限中
至少
有一个不存在
我们就称
xo是f(x)的第二类间断点
在第一类间断点中
我们知道
函数的左右极限
都是存在的
如果
左极限值
与右极限值
还是相等的
我们就称
这样的第一类间断点
是
函数的可去性间断点
或者是
简称为
可去间断点
在我们前面考虑的函数中
比如
sin x除上x
在x等于0这点
我们知道
它的极限
是等于1的
那么
x等于0
就是
这个函数的可去间断点
再比如
函数f(x)等于x方减1
除上x减1
这个函数
在x等于1是没定义的
所以
x等于1是它的间断点
但是
这个函数
大家可以知道
它在1这点的极限是存在的
而且
极限值应该是2
所以
x等于1
就是这个函数的可去间断点
所谓
可去间断点
指的是
如果
我们将函数
在这点的函数值
就定义成
它在这点的极限值时
那么
函数
在这点
就变成一个新的连续函数
直观的讲
可去间断点
是可以通过
重新定义
函数在一点的值
给它去掉的
在第一类间断点中
如果
左右极限值不相等时
这样的间断点
我们又称为是
函数的跳跃性间断点
简称为跳跃间断点
比如
x等于0
就是符号函数
它的跳跃间断点
因为符号函数
指的是
x大于0时函数值等于1
而x小于0时
函数值等于负1的
这样的函数
通过前面的讨论
我们知道
任何一个整数
都是取整函数的跳跃性间断点
下面
我们看几道
具体的题目
例1
如果函数f(x)是一个分段函数
它在x小于0时的函数值
就等于x平方加1
在x大于0时的函数值
就等于x减1
在0这点的函数值
等于0
我们来判断一下
这个函数
在x等于0处的连续性
如果不连续时
我们来说
x等于0
是它的一个
什么类型的间断点
根据
这个函数的定义
我们知道
f(x)在0这点的左极限
就等于x方加1的左极限
也就等于1
而这个函数
在0这点的右极限
就等于
x减1在这点的右极限
应该等负1
也就是说
这个函数
在x等于0这点
它既不是左连续的
也不是右连续的
所以x0
是它的一个间断点
因为
函数f(x)在x等于0这点的左极限
和右极限都存在
只是
它的值不相等
所以
x等于0
就是f(x)的跳跃间断点
我们看
第二道例题
我们假设
f(x)在x不等于0时的值
就是e的x分之一次方
在x等于0这点的值
定义为0
我们判断一下
f(x)在x等于0这点的连续性
如果不连续
我们来说明x等于0
是这个函数的
什么类型的间断点
对这个函数
我们知道
它在0这点的左极限
应该等于0
而它在0这点的值
也等于0
所以
这个函数
在x等于0处
是左连续的
而这个函数
在0这点的右极限
我们知道
并不存在
因为在
x大于0趋向于0时
它应该是一个
正无穷大量
所以
这个函数
在x等于0处
并不连续
因为
它在0这点的右极限并不存在
所以
x等于0
就是这个函数的第二类间断点
我们来看
第三道例题
我们假设
f(x)就等于
x乘上括号里面x减1
作为分子
分母是
x的绝对值再乘上括号里面
x次方减1
对这个函数
我们要找出
它没有定义的点
并说明
这些点
是它的
什么类型的间断点
我们根据
函数f(x)的表达式
我们知道
f(x)没有定义的点
也就是指的
分式上分母等于0的点
对于
它在x等于0
x等正1
和x等负1这三点
都是没有定义的
在x等0这点
因为
这个函数的右极限
等于1
而它的左极限等于负1
所以
x等0
就是这个函数的第一类间断点
是第一类间断点中的
跳跃间断点
在x等于1这点
因为它的右极限
等于二分之一
左极限
也等二分之一
所以
x等1
就是f(x)的第一类间断点
具体的说
是第一类中的
可去间断点
在x等负1这点处
因为
f(x)的右极限并不存在
这时
它是负无穷大量
同时
它在这一点的左极限也不存在
这个时候它是正无穷大量
所以
x等负1
就是
f(x)的第二类间断点
下面
我们看第四道例题
我们假设
函数f(x)就等于x除上tan x
我们找出
函数f(x)没有定义的点
并且要说明
这些点
是f(x)的什么类型的间断点
对于这个函数来说
它没有定义的点
是指的
x的正切等于0的点
以及
正切
本身没有定义的点
所以
f(x)没有定义的点
就是x等于nπ
或者是
x等于nπ加二分之π
其中
n是整数
我们首先看一下
在x等0这点
因为
x趋向0时
x除上tan x极限是1
所以
x等0这点
就是函数的第一类间断点
是第一类中的
可去间断点
我们再来看
在x等于n π
这种n不等于0的情况
因为这时
x趋向nπ时tan x的极限
是等于0的
而分子
x
它并不趋向于0
所以
f(x)在x趋向于nπ时
它的极限
并不存在
它是无穷大量
也就是说
只要n不等于0
那么
x等于nπ
就是函数的
第二类间断点
最后
我们来看一下
在x等于nπ加二分之π的情况
这个时候
tan x在x趋向nπ加二分之π时
是无穷大量
而x它趋向于nπ加二分之π
所以
f(x)
在x趋向nπ加二分之π时的极限
等于0
也就是说
x等于nπ加二分之π
应该是
f(x)的第一类间断点
是第一类间断点中的
可去间断点
我们下面看
第5道例题
我们假设
函数g(x)
是x 2n次方减1
除上x 2n次方加1
再乘上x
在n趋向无穷时的极限
我们求g(x)的表达式
并判断
x等于正负1
是g(x)的什么类型的间断点
在这个函数中
我们的运算
除了我们熟悉的
加减乘除之外
还包括
我们前面介绍的
极限运算
利用极限来表示函数
也是我们
在微积分中
经常会碰到的情况
首先
我们来看x等正负1时
这个时候
我们可以求得
g(x)它的值就等于0
在x绝对值小于1时
因为
x的n次方的极限等于0
所以
这个时候
g(x)求出来应该就是负的x
而在x绝对值大于1时
因为
x分之一的绝对值是小于1的
所以
这个时候
我们可以求出
g(x)的值就等于x
这样
我们知道
g(x)就是一个分段函数
它在x绝对值大于1时
函数值就等x
x绝对值小于1时
函数值就等于负x
而在
x等正负1时的函数值
都等于0
因为
g(x)在负1这点的左极限
也就是
x在负1这点的左极限
等于负1
g(x)在负1这点的右极限
实际上是
负x在负1这点的右极限
它应该等于正1
所以
x等于负1
就是函数
g(x)的跳跃间断点
又因为g(x)
在 1这点的左极限
是等于负1的
它在1这点的右极限
是等于正1的
所以
x等于1
也是
g(x)的跳跃间断点
在这一讲中
我们介绍了
函数间断点的分类
通过间断点的类型
我们大致可以了解
函数发生间断的原因
一般的说
间断点
往往就是函数没有定义的点
或者是
在这一点
我们单独给出了
函数值的定义
在下一讲中
我们将介绍
连续函数的运算性质
和
初等函数的连续性结论
谢谢同学们
下一讲
再见
-0.1 绪论
--0.1.1 绪论
-1.1 极限概念引例
--第1.1节测试 极限概念引例
-1.2 极限的概念
--第1.2节测试 极限的概念
-1.3 极限的性质
--第1.3节测试 极限的性质
-1.4 极限的运算
--第1.4节测试 极限的运算
-1.5 夹逼定理与单调有界收敛定理
--第1.5节测试(1) 夹逼定理与单调有界收敛定理
--第1.5节测试(2) 夹逼定理与单调有界收敛定理
-1.6 两个重要的极限
--第1.6节测试 两个重要的极限
-1.7 无穷小量
--第1.7节测试 无穷小量
-2.1 连续函数的概念
--第2.1节测试 连续函数的概念
-2.2. 初等函数的连续性结论
--第2.2节测试 初等函数的连续性结论
-2.3 连续函数的性质
--第2.3节测试 连续函数的性质
-3.1 导数与导函数
--第3.1节测试 导数与导函数
-3.2 微分
--3.2.1 微分
--第3.2节测试 微分
-3.3 导数的运算
--第3.3节测试 导数的运算
-3.4 隐函数与参数方程确定的函数的导数、对数求导法
--3.4.1 隐函数与参数方程确定的函数的导数、对数求导法
--第3.4节测试 隐函数与参数方程确定的函数的导数、对数求导法
-3.5 高阶导数
--第3.5节测试 高阶导数
-4.1 极值和极值点
--第4.1节测试 极值和极值点
-4.2 微分中值定理
--第4.2节测试 微分中值定理
-4.3 洛必达法则
--第4.3节测试(1) 洛必达法则
--第4.3节测试(2) 洛必达法则
-4.4 函数单调性的判定
--第4.4节测试 函数单调性的判断
-4.5 函数的极值及其求法
--第4.5节测试 函数的极值及其求法
-4.6 函数的最值及其应用
--第4.6节测试 函数的最值及其应用
-4.7 曲线的凸性和拐点
--第4.7节测试 函数的凸性和拐点
-4.8 曲线的渐近线
--第4.8节测试 曲线的渐近线
-4.9 泰勒(Taylor)公式
--第4.9节测试 泰勒公式
-4.10 原函数与微分方程初步
--第4.10节测试 原函数与微分方程初步
-5.1 定积分问题举例
-5.2 定积分的概念
--第5.2节测试 定积分的概念
-5.3 定积分的基本性质
--第5.3节测试 定积分的性质
-5.4 微积分基本定理
--第5.4节测试 微积分基本定理
-5.5 定积分的几何应用
--第5.5节测试 定积分的几何应用
-5.6 定积分的物理应用
-6.1 换元积分法
--第6.1节测试 换元积分法
-6.2 分部积分法
--第6.2节测试 分部积分法
-6.3 有理函数的积分法
--第6.3节测试 有理函数的积分法
-6.4 定积分应用举例
--第6.4节测试 定积分应用举例
-6.5 反常积分
--第6.5节测试 反常积分
-7.1 无穷级数
--第7.1节测试 无穷级数
-7.2 正项级数
-7.3 比值判敛法和根式判敛法
--第7.3节测试 比值判敛法和根式判敛法
-7.4 一般项级数
--第7.4节测试 一般项级数
-7.5 幂级数
-7.6 函数的幂级数
--第7.6节测试 函数的幂级数
-7.7 泰勒级数
--第7.7节测试 泰勒级数
-7.8 幂级数的简单应用
-8.1 一阶可求解常微分方程
--第8.1节测试 一阶可求解常微分方程
-8.2 一阶线性微分方程
--第8.2节测试 一阶线性微分方程
-8.3 二阶线性常系数微分方程
--第8.3节测试 二阶线性常系数微分方程
-8.4 常系数微分方程简单应用举例
-期末考试
--期末考试说明
-期末考试--期末考试