连续函数

连续函数是指函数y=f(x)当自变量x的变化很小时,所引起的因变量y的变化也很小。

一、连续函数的法则

1、 在某点连续的有限个函数经有限次和、差、积、商(分母不为0) 运算,结果仍是一个在该点连续的函数。

2、连续单调递增(递减)函数的反函数,也连续单调递增(递减)。

3、连续函数的复合函数是连续的。

二、连续函数的定义

对于连续性,在自然界中有许多现象,如气温的变化,植物的生长等都是连续地变化着的。这种现象在函数关系上的反映,就是函数的连续性。

一个函数在开区间(a,b)内每点连续,则为在(a,b)连续,若又在a点右连续,b点左连续,则在闭区间(a,b)连续,如果在整个定义域内连续,则称为连续函数。显然,由极限的性质可知,一个函数在某点连续的充要条件是它在该点左右都连续。

连续函数的三种性质

1、有界性

闭区间上的连续函数在该区间上一定有界。所谓有界是指,存在一个正数M,使得对于任意x∈[a,b],都有|f(x)|≤M。利用致密性定理,有界的数列必有收敛子数列。反证法,假设f(x)在[a,b]上无上界,则对任意正数M,都存在一个x∈[a,b],使f(x)>M。

2、最值性

闭区间上的连续函数在该区间上一定能取得最大值和最小值。所谓最大值是指,[a,b]上存在一个点x0,使得对任意x∈[a,b],都有f(x)≤f(x0),则称f(x0)为f(x)在[a,b]上的最大值。最小值可以同样作定义,只需把上面的不等号反向即可。

3、介值性

若f(a)=A,f(b)=B,且A≠B。则对A、B之间的任意实数C,在开区间(a,b)上至少有一点c,使f(c)=C,这个性质又被称作介值定理。

4、一致连续性

闭区间上的连续函数在该区间上一致连续。利用有限覆盖定理:如果H是闭区间[a,b]的一个无限开覆盖,那么能从H中选择有限个开区间来覆盖[a,b]。详细证法参考相应词条。



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