間斷點及其分類

如果函式f在點x連續,則稱x是函式f的連續點;如果函式f在點x不連續,則稱x是函式f的間斷點。

定義

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設函式 在某 上有定義。若 在點 無定義,或 在點 有定義而不連續,則稱點 為函式 的間斷點或不連續點。

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若 為函式 的間斷點,則必出現下列情形之一:

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(i) 在點 無定義或極限 不存在;

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(ii)) 在點 有定義且極限 存在,但

據此,我們對函式的間斷點作如下分類 :

可去間斷點

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而 在點 無定義,或有定義但 ,則稱 為 的可去間斷點。

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例如,對於函式 ,因 ,而

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故 為 的可去間斷點。又如函式 ,由於 ,而 在 無定義,所以 是函式 的可去間斷點。

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設 為函式 的可去間斷點,且 。我們按如下方法定義一個函式 :當 時, ;當 時, 。易見,對於函式 , 是它的連續點。例如,對上述的 ,我們定義

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則 在 連續。

跳躍間斷點

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若函式 在點 的左、右極限都存在,但

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則稱點 為函式 的跳躍間斷點。

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例如,對函式 ,當 ( 為整數)時有

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所以在整數點上函式 的左、右極限不相等,從而整數點都是函式 的跳躍間斷點。

可去間斷點和跳躍間斷點統稱為第一類間斷點。第一類間斷點的特點是函式在該點處的左、右極限都存在。

第二類間斷點

函式的所有其他形式的間斷點,即使得函式至少有一側極限不存在的那些點,稱為第二類間斷點。

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例如,函式 當 不存在有限的極限,故 是 的第二類間斷點。函式 在點 處的左、右極限都不存在,故 是 的第二類間斷點。當趨近於 時,函式在 和 之間取值,這樣的間斷點稱為振盪間斷點。

無窮間斷點和振盪間斷點都屬於第二類間斷點。

便於理解和記憶,間斷點的分類概括如下:

間斷點分類概括圖 間斷點分類概括圖

幾個有間斷點的函式

(1)狄利克雷函式

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在定義域 上每一點 都是第二類間斷點。

(2)函式

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僅在點 連續, 時是第二類間斷點。

(3)整數部函式

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與小數部函式

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都是在 為整數時是第一類不可去間斷點,在這些點仍是右連續的。

(4)黎曼函式

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在每一個無理點都連續,而在異與零的有理點都不連續。

(5)函式

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在點 附近函式振盪而無極限, 是它的第二類間斷點。

(6)函式

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在點 是可去間斷點,並且

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(7)函式

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在點是可去間斷點。

(8)函式

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在點 是第二類間斷點。

套用

求分段函式

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的間斷點並判斷其類型。

因為

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所以, 是 的跳躍間斷點。

又因為

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所以在處連續。

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