黃玉蘭
摘 ?要:本文通過舉例的形式介紹了間斷點(diǎn)的不同類型,用圖表歸納的形式對間斷點(diǎn)的分類進(jìn)行了總結(jié),并分情況概況了判斷初等函數(shù)和分段函數(shù)間斷點(diǎn)及其分類的方法步驟。
關(guān)鍵詞:間斷點(diǎn);分類;判斷方法
由函數(shù)的定義可知,引發(fā)函數(shù)在某點(diǎn)間斷的原因有多種,如何判斷函數(shù)間斷點(diǎn)的類型是學(xué)生學(xué)習(xí)的一個(gè)重點(diǎn)和難點(diǎn),本文通過例題并結(jié)合圖形介紹間斷點(diǎn)的分類,并用歸納總結(jié)的方式對間斷點(diǎn)的分類和如何判斷間斷點(diǎn)進(jìn)行了介紹。
一、函數(shù)間斷點(diǎn)的定義
根據(jù)函數(shù)在連續(xù)的定義,函數(shù)f(x)在x=x0處連續(xù)需滿足三個(gè)條件:(1)f(x)在x0及其領(lǐng)域有定義。(2) f(x)存在。(3)
f(x)=f(x0)。上述條件中,若至少有一個(gè)不滿足,則稱f(x)在x0處間斷,即不連續(xù);為的間斷點(diǎn)。由函數(shù)的定義可知,引發(fā)函數(shù)在某點(diǎn)間斷的原因有多種,如何判斷函數(shù)間斷點(diǎn)的類型是學(xué)習(xí)的一個(gè)重點(diǎn)和難點(diǎn),接下來結(jié)合圖形介紹間斷點(diǎn)的分類,并歸納總結(jié)如何判斷間斷點(diǎn)的方法.
二、間斷點(diǎn)的分類
造成函數(shù)f(x)在x0處間斷的原因有多種,由于 f(x)存在的充要條件是f(x0+0)、f(x0-0)都存在且相等,下面通過舉例從左右極限的角度出發(fā)對間斷點(diǎn)進(jìn)行分類:
例1、 討論函數(shù) ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 在x=0處的連續(xù)性
分析:函數(shù)圖像如下圖1所示
圖1
解:在x=1處:f(1+0)=f(1-0)=1,左右極限都存在而且相等,可知 f(x)=1,但f(1)=1≠ f(x)=1,所以x=1為函數(shù)的間斷點(diǎn)。
左右極限都存在且相等的間斷點(diǎn)稱為可去間斷點(diǎn).可去間斷點(diǎn)在圖形上的特點(diǎn)是:相當(dāng)于連續(xù)的曲線去掉了這一點(diǎn),或者說只要定義這點(diǎn)的函數(shù)值等于極限值,則函數(shù)在該點(diǎn)連續(xù)。
例2、 討論函數(shù) ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?在x=1處的連續(xù)性
分析:函數(shù)圖形如下圖2所示
圖2
解:在x=1處:f(1+0)=2,f(1-0)=1左右極限都存但是不相等,可知 f(x)=1不存在,所以為函數(shù)的間斷點(diǎn)。左右極限都存在但不相等的間斷點(diǎn)稱為跳躍間斷點(diǎn).跳躍間斷點(diǎn)在圖形上的特點(diǎn)是:由于左右極限存在但是不相等,曲線軌跡在這點(diǎn)發(fā)生了一個(gè)跳躍性的改變。可去間斷點(diǎn)和跳躍間斷點(diǎn)的共同特點(diǎn)是左右極限都存在,這兩類間斷點(diǎn)統(tǒng)稱為第一類間斷點(diǎn)。相對應(yīng)的,若左右極限至少有一個(gè)不存在的間斷點(diǎn)統(tǒng)稱為第二類間斷點(diǎn),在第二類間斷點(diǎn)里,我們來熟悉一下以下兩種間斷點(diǎn):
例3、 分析函數(shù)f(x) 的連續(xù)性。解:函數(shù)在x=0處沒有定義,所以x=0為函數(shù)的間斷點(diǎn),在x=0處 f(x)=∞,可知x=0為第二類間斷點(diǎn)。在數(shù)學(xué)上我們把極限為無窮大的間斷點(diǎn)稱為無窮間斷點(diǎn)。
例4、 分析函數(shù)f(x)sin 的連續(xù)性。解:函數(shù)在x=0處沒有定義,所以x=0為函數(shù)的間斷點(diǎn),在x=0處左右極限都不存在,可知x=0為第二類間斷點(diǎn).當(dāng)趨近于0時(shí),函數(shù)在-1和1之間取值,這樣的間斷點(diǎn)稱為振蕩間斷點(diǎn)
無窮間斷點(diǎn)和振蕩間斷點(diǎn)都屬于第二類間斷點(diǎn).
便于理解和記憶,間斷點(diǎn)的分類概括如下:
三、如何判斷函數(shù)的間斷點(diǎn)
判斷函數(shù)的間斷點(diǎn)是一個(gè)難點(diǎn)問題,我們先通過例子來熟悉如何判斷函數(shù)的間斷點(diǎn),然后再概括判斷函數(shù)間斷點(diǎn)的方法.
例5、 求f(x) 的間斷點(diǎn)并判斷其類型。解:因?yàn)楹瘮?shù)在x=0處無定義。所以x=0是它的間斷點(diǎn)。
例6、求 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?的間斷點(diǎn)并判斷其類型
根據(jù)我們常見的判斷函數(shù)間斷點(diǎn)的形式,大概分為兩種情況,函數(shù)為初等函數(shù)或分段函數(shù).下面通過圖表的形式分情況概況判斷間斷點(diǎn)的步驟:
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