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發布時間:2025-11-25閱讀(4)
函數連續是什么意思
函數連續定義如下:

簡單說,就是自變量的變化量趨于0的時候,函數值的變化量也趨于0。

圖1
如上圖所示,我們可以把函數連續的含義理解為紅色小球沿著曲線下滑的過程:當自變量
Δx 趨于0的過程中,Δy 也趨于0。也可以想象x0+Δx點上的那根垂線,被強行向左拉到x0點,這個過程中,Δy的高度可以看作是Δx變小的過程中被強行壓縮到0。

上圖的證明表示,Δ y等于0是被Δ x拖動到0,因為第二個等號中每一項都存在Δ x,因此Δ y完全可以看作是被Δ x迫使到0。而且上圖中的Δy是等于0,而不是約等于,這是因為Δ x是無窮小,是沒辦法用任何數字表示出來的,因此,導致Δy也無法用任何數字表示,只能認為是等于0,這是一種強制性的等于0,而不是約等于,與1+0.0000001約等于1有著本質的區別,后者是人為的忽略導致的。
Δy=(x+Δx)^n-(x)^n
= x^n + nx^(n-1)Δx +... + nCrx^(n-r) (Δx)^r +...+ nx(Δx)^(n-1) + (Δx)^n-x^n
=nx^(n-1)Δx +... + nCrx^(n-r) (Δx)^r +...+ nx(Δx)^(n-1)
where
nCr = n!/(r!(n-r)!)
從以上推導看出,對于x的n次方來說,求差以后每一項中也都出現了Δx,因此Δy肯定會變成為0。由以上分析似乎可以看出,連續就意味著Δy的每一項中都有Δx的乘積項。

從上圖看到,Δy的乘積中如果沒有Δx,也可以通過數學變換讓其出現。當然還有別的情況,比如指數函數a^x。
函數連續的第二種定義如下:

這個定義其實和前一種定義是一樣的。
那么,什么情況下不連續呢?

上圖中我們看到,當Δx從左右兩邊趨向0時,其目的地f(0)不一樣,而圖1中不管Δx從左還是右趨向x0的時候,目的地都是f(x0)。
還有下圖情況。這里x0=0,因為目的點f(x0)是無窮大,而無窮大我們是不知道到底在哪里的,所以我們認為這種情況也是不連續的。

下圖則是不但不知道目的點f(x0)在哪里,而且左右目的點不相同。

下圖則是每一個點都不連續的函數:

因為數軸上任意兩個點(包括有理數和無理數)之間,都包含無窮多個其它的有理數和無理數點。
綜上:
1:連續就是當Δ x趨于0時強制把Δ y也趨于0,從而到達目的地f(x0)。
2:當Δ x從左右兩邊趨于0而到達的目的點不一致,或者目的點不確定的時候,這種情況下函數不連續。
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