函数的连续性
数学领域术语
函数的连续性,描述函数的一种连绵不断变化的状态,即自变量的微小变动只会引起函数值的微小变动的情况。确切说来,函数在某点连续是指:当自变量趋于该点时,函数值的极限与函数在该点所取的值一致。
函数简介
一元连续函数 设函数f(x)在x=α附近(包括x=α处)有定义。若 ,    (*)亦即:对任给ε>0,必有 δ>0存在,使当| x- x 0|< δ时,恒有| f( x)- f( α)|<ε,则称 f( x)在 x= α处 连续, α为 f( x) 的 连续点。   如在(*)中,x→α改为x→α-0或x→α+0,即限定x<α或x>α,则称f(x)在x=α处左连续或右连续。显然f(x)在x=α处连续的必要充分条件为它在α处左、右都连续。   如 存在,但 A≠ f( α)或 f( α)没有意义,则称 f( x)在 α处为可去间断(可去不 连续),因为这时只要改变或补充定义 f( α)使其等于 A就可使它变得在 α处 连续;因此,这种不 连续常常算作是 连续 的。如果 x→ α时,则称 f( x)在 α处有第一类间断, B- A称为其跃度。不属于上述情况 的不 连续点都称为第二类间断。   如果f(x)在一开区间(α,b)内每一点都连续,则称f(x)在开区间(α,b)内连续。f(x)在一闭区间[α,b]上连续是指:在开区间(α,b)内连续,而在α处右连续和b处左连续。   由此可确切定义几何名词连续曲线。设平面曲线C可写成参数方程 x=x(t),y=y(t) (α≤t≤β), 其中 x( t)、 y( t)都是[ α, β]上的连续函数,则称 C是 连续曲线。此定义显然可推广到空间曲线甚至一般 的 n维空间中 的曲线上去。   连续函数的性质    ① 如f(x)、g(x)都在x=α处连续,则f(x)±g(x),f(x)g(x), (只要 g( α)≠0)也在 x= α处 连续。   ② 如f(x)在x=α处连续,且f(α)≠0,则必在x=α的某一小δ邻域(即|x-α|<δ)中,f(x)不变号,即f(x)与f(α)同号。   ③ 在闭区间上的连续函数,必有上界和下界,且有最大值最小值,并能取最小值和最大值之间的一切中间值。   还可证明,所有初等函数在其有定义的区间上都是连续的。   设I为一闭或开的区间,如果任给ε>0,必有δ>0存在,使对I中任何两点x,x′,只要|x-x′|<δ,便有|f(x)-f(x′)|<ε,则称f(x)在I上一致连续。关于一致连续性有下面的重要定理:在闭区间上的连续函数一定在该区间上一致连续。这一定理有时称作康托尔定理。   多元连续函数 设 为一 n元 函数,这里 x=( x 1, x 2,…, x n)为 n维向量或 n维空间中一点,而 α=( α 1, α 2,…, α n)为一定点。如果(1)式成立,亦即对任给ε>0,必有 δ>0存在,使当 或者 时,恒有 |f(x)-f(α)|<ε ,则称 f( x)在 α处 连续。也可类似地定义 f( x)在 n维区域 G中 连续和一致 连续。不过,当 α是 f( x)定义域 G边界上 的一点时,在上面定义中要限制 x在 G及其边界上。   一元连续函数的上述性质都可推广到多元函数上来,康托尔定理这时也成立,不过在其中区间I要换成有界闭区域。和连续曲线类似,也可定义连续曲面等等。   以上连续函数的定义也可推广到复变量的复函数上来(见复变函数)。   连续函数的定义还可推广到一般抽象的拓扑空间的情况。设X,Y是两个拓扑空间,f:X→Y是把X映入Y的一个映射,又α∈X,如果对于fα∈Y的任一邻域 ,存在着 α 的一邻域 U α,使 , 则称 f在 α点 连续。如果 f在 X中 的每一点都 连续,则称 f为 X到 Y 的一 连续映射
参考资料
函数的连续性.中国大百科全书.
最新修订时间:2023-12-28 15:10
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