本文仅限于一元函数的情况。
如果函数在某个点的左极限和右极限都相等,并且函数在这个点有定义,则函数在这个点连续。如果一个函数在某个区间的所有点都连续,则称这个函数在这个区间上连续。对于有限开区间的函数,不用考虑边界点的连续性,因为函数在那里没定义。对于有限闭区间的函数,对于边界点,只要单侧极限等于边界点上的函数值则函数在边界点上连续。
现在是2026年01月01日,下面这些内容是两年前(2023年05月23日)问 ChatGPT 得到的,它说的很有道理,我仍然收录如下,但补上自己的点评。
AI 是很好的帮手,但不能尽信,必须检验。
(点评:这个解释我个人感觉比较完美,不过它重点是函数在某点的连续性,没有提到函数在某个区间的连续性。它还提到了复合函数的连续性。)
函数连续是一个重要的数学概念,指的是函数在一定范围内没有突变、断层或跳跃的现象,它在数学分析、微积分、数学物理等领域中都有广泛的应用。
具体来说,如果函数$f(x)$在某个点$x_0$处连续,就意味着当自变量$x$趋近于$x_0$时,函数值$f(x)$也会趋近于$f(x_0)$。可以用数学语言表述为:对于任意给定的正数$ε$,存在一个正数$δ$,使得对于任何满足$\vert x-x_0 \vert <δ$的x,都有$\vert f(x)-f(x_0) \vert <ε$成立。
也就是说,如果一个函数在$x_0$处连续,那么当自变量在$x_0$附近微小变化时,函数值也会随之微小变化,没有跳跃或突变的情况。
通俗地讲,可以将函数连续理解为一种“平滑”的状态,它在图像上不会出现断层或者空洞,可以形成一条连续的曲线。在实际应用中,函数的连续性是很重要的,因为它能够保证我们的计算结果是可靠和准确的。
需要注意的是,函数的连续性具有传递性和局部性。具体来说,如果函数$f(x)$在点$x_0$处连续,而$g(x)$在$f(x_0)$处连续,则复合函数$g(f(x))$在$x_0$处连续。另外,连续性是局部性质,即只需要考虑函数在某一点周围的连续性,而不需要考虑整个定义域上的连续性。
(点评:这个回答表述错误,判断函数在某点是否连续,需要判断函数在此点的左右极限是否相等,而不是函数值是否相等,函数在某点的函数值只有一个,当然相等了,和连续不连续都没关系。我已经删掉了它的错误表述,不过它的判断步骤写的基本上是对的,虽然很啰嗦,虽然也没有考虑边界情况。)
要判断一个函数在某点是否连续,需要检查该点左右两侧的函数值是否存在极大差异。如果左右两侧的函数值非常接近或者相等,那么函数在该点就是连续的;如果左右两侧的函数值存在较大差异,那么函数在该点就是不连续的。
具体的判断步骤如下:
通过以上步骤可以判断函数在某点是否连续。