|
|
Рис. 1.8 |
|
|
|
|
в) Функция |
определена |
на |
всей |
числовой оси, |
||
неэлементарная, |
так как |
в |
точке |
x = 2 |
аналитическое |
|
выражение функции меняется. |
|
|
|
|
||
Исследуем непрерывность функции в точке х = 2: |
||||||
lim 2x = 4 , |
lim 2x = 4 , |
y(2)=1, |
k1 |
= k2 ≠ k3 . |
||
x→2−0 |
x→2+0 |
|
|
|
|
|
Очевидно, что в точке х = 2 функция имеет устранимый разрыв (рис. 1.9).
г) Найдём пределы: |
Рис. 1.9 |
|||
|
|
|
||
1 |
1 |
|
||
y(+0) = lim a |
x |
= +∞, y(-0) = lim a |
x |
= 0. |
x→+0 |
x→−0 |
|||
Вточке x=0 справа функция имеет разрыв второго рода,
аслева — непрерывность (рис. 1.10).
116
д) Найдем пределы: |
|
|
Рис. 1.10 |
|
|
|
|||
π |
|
|
|
|
π . |
||||
y(+0)= lim arctg |
1 |
= |
, |
y(-0)= lim arctg |
1 |
= − |
|||
x |
2 |
x |
|||||||
x→+0 |
|
|
x→−0 |
|
2 |
||||
В точке x=0 с обеих сторон скачки (рис. 1.11).
|
Рис. 1.11 |
|
|
|
5.7. Дана функция |
1 |
|
|
|
y = |
|
, |
и три значения |
|
x2 + 4x −5 |
||||
аргумента x1 = -5, x2 = 0, |
x3 = 1. Выяснить, |
является ли данная |
||
функция непрерывной или разрывной для каждого из данных
значений х? Сделать чертеж. |
|
|
|
|
|||
Решение. Исследуем |
непрерывность |
функции в точке |
|||||
x = -5: |
1 |
|
|
|
1 |
|
|
lim |
= ∞, lim |
|
|
= −∞ . |
|||
x2 + 4x −5 |
x2 |
+ 4x −5 |
|||||
x→−5−0 |
x→−5+0 |
|
|||||
|
|
117 |
|
|
|
|
|
Следовательно, при х1 = -5 функция имеет разрыв второго рода (рис. 1.12).
|
|
|
|
|
|
|
Рис. 1.12 |
|
|
||||
При x2 = 0 пределы слева и справа равны: |
|
||||||||||||
lim |
|
|
1 |
= −1/ 5, |
lim |
|
|
1 |
|
= −1/ 5, |
y(0) = -1/5, |
||
|
|
+ 4x −5 |
|
|
+ 4x −5 |
||||||||
x→−0 x2 |
|
|
|
x→+0 x2 |
|
|
|||||||
следовательно, функция в этой точке непрерывна. |
|
||||||||||||
Исследуем непрерывность функции в точке x3=1: |
|||||||||||||
lim |
|
1 |
|
|
= −∞, |
lim |
|
1 |
|
= ∞. |
|
||
|
2 + 4x −5 |
|
+ 4x −5 |
|
|||||||||
x→1−0 x |
|
x→1+0 x2 |
|
|
|||||||||
Следовательно, при х = 1 функция имеет разрыв второго. |
|||||||||||||
Точки х = 1 и х = -5 |
являются вертикальными асимптотами. |
||||||||||||
5.8.Найти точки разрыва функции, если они существуют,
исделать чертеж:
|
|
2 |
, x ≤1; |
|
|
x |
, x ≤ −1; |
|||||||||
|
x |
|
|
2 |
|
|||||||||||
а) y= |
1, 1 < x ≤ 3; |
б) y= x +1, −1 < x ≤ 0; |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
− x + 5, x > 3; |
|
cos x, x > 0. |
|||||||||||||
|
|
|
x = 0 и x = ±3; |
|
2x −1, x < 0; |
|||||||||||
|
3, |
|
||||||||||||||
в) y= |
9 − x2 , 0 < |
|
x |
|
≤ 3; |
г) y= |
|
1 |
|
|
||||||
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
, x ≥ 0. |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
9, |
|
x |
> 3. |
|
|
x −1 |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
118
Решение. a) Функция неэлементарная, так как задана тремя аналитическими выражениями на различных промежутках изменения аргумента, определена на всем множестве действительных чисел.
Исследуем непрерывность функции в точках х = 1 и
х = 3: y(1) = lim x2 =1; y(3) =1; |
lim (−x + 5) = 2 = k. |
x→1−0 |
x→3+0 |
Таким образом, в точке х = 1 функция непрерывна, а в точке х = 3 терпит разрыв первого рода (рис. 1.13) и имеет
скачок, равный y(3) − k = 1 − 2 =1.
Рис. 1.13
б) Функция определена на всем множестве чисел и неэлементарная.
Исследуем непрерывность функции в точках х = -1 и х = 0:
y(-1) = |
1 |
, |
lim (x +1) = 0; y(0) =1; |
lim cos x =1. |
|
2 |
|||||
|
|
x→−1+0 |
x→+0 |
Таким образом, функция в точке x = -1 имеет разрыв первого рода, а в точке х = 0 непрерывна (рис. 1.14).
Рис. 1.14
119
в) Функция определена на всей числовой оси, неэлементарная.
Исследуем непрерывность функции в точках х = - 3 , x=0, x= 3:
y(-3)=3, |
lim |
(9 − x2 ) = 0; y(−3 − 0) = 9; |
|
x→−3+0 |
|
y(0)=3, |
lim (9 − x2 ) = 9; lim y(9 − x2 ) = 9; |
|
|
x→−0 |
x→+0 |
y(3)=3, |
lim |
(9 − x2 ) = 0; y(3 + 0) = 9. |
|
x→3−0 |
|
Таким образом, функция в точках х = -3 и х = 3 имеет разрывы первого рода, а в точке x = 0 устранимый разрыв
(рис. 1.15).
Рис.1.15
г) Функция неэлементарная и определена везде кроме точки x = 1. Исследуем непрерывность функции в точках х = 0
и х = 1:
lim (2x −1) = −1, |
y(0) = −1, lim |
1 |
|
= −∞, lim |
1 |
|
= ∞. |
|
x −1 |
x −1 |
|||||||
x→−0 |
x→−0 |
x→+0 |
|
|||||
Таким образом, |
функция в точке х = 0 непрерывна, а в |
|||||||
точке х = 1 имеет разрыв второго рода (рис. 1.16).
120