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数学
题目

试分别就下面两种情况讨论函数 F(x) = f(x)g(x) 在 x_0 处的连续性:(1) 函数 f(x) 与 g(x) 都在 x_0 处不连续;(2) 函数 f(x) 在 x_0 处连续,函数 g(x) 在 x_0 处不连续。

试分别就下面两种情况讨论函数 $F(x) = f(x)g(x)$ 在 $x_0$ 处的连续性: (1) 函数 $f(x)$ 与 $g(x)$ 都在 $x_0$ 处不连续; (2) 函数 $f(x)$ 在 $x_0$ 处连续,函数 $g(x)$ 在 $x_0$ 处不连续。

题目解答

答案

(1) 函数 $ f(x) $ 与 $ g(x) $ 都在 $ x_0 $ 处不连续

  • 例子1:$ f(x) = \begin{cases} 1, & x \neq x_0 \\ 0, & x = x_0 \end{cases} $,$ g(x) = \begin{cases} 1, & x \neq x_0 \\ 0, & x = x_0 \end{cases} $
    $ F(x) = f(x)g(x) = \begin{cases} 1, & x \neq x_0 \\ 0, & x = x_0 \end{cases} $,在 $ x_0 $ 处不连续。
  • 例子2:$ f(x) = \begin{cases} 1, & x \neq x_0 \\ 0, & x = x_0 \end{cases} $,$ g(x) = \begin{cases} 0, & x \neq x_0 \\ 1, & x = x_0 \end{cases} $
    $ F(x) = f(x)g(x) = 0 $,在 $ x_0 $ 处连续。
    结论:$ F(x) $ 在 $ x_0 $ 处的连续性不确定(可能连续或不连续)。

(2) 函数 $ f(x) $ 在 $ x_0 $ 处连续,$ g(x) $ 在 $ x_0 $ 处不连续

  • 例子1:$ f(x) = 1 $,$ g(x) = \begin{cases} 1, & x \neq x_0 \\ 0, & x = x_0 \end{cases} $
    $ F(x) = g(x) $,在 $ x_0 $ 处不连续。
  • 例子2:$ f(x) = 0 $,$ g(x) $ 在 $ x_0 $ 处不连续
    $ F(x) = 0 $,在 $ x_0 $ 处连续。
    结论:$ F(x) $ 在 $ x_0 $ 处的连续性不确定(可能连续或不连续)。

$\boxed{\begin{array}{cc}\text{(1) 不确定(可能连续或不连续)} \\\text{(2) 不确定(可能连续或不连续)}\end{array}}$

解析

考查要点:本题主要考查函数乘积在某点连续性的判断,需要结合函数连续的定义,分析不同情况下乘积函数的连续性可能性。

解题核心思路:

  1. 连续性定义:函数在某点连续要求函数在该点处极限值等于函数值。
  2. 乘积函数特性:两个函数的乘积是否连续,取决于它们在该点的极限和函数值的关系。
  3. 关键点:通过构造具体例子,说明不同情况下乘积函数可能连续或不连续,从而得出结论。

第(1)题

情况:$f(x)$ 和 $g(x)$ 在 $x_0$ 处均不连续。
结论:$F(x)=f(x)g(x)$ 在 $x_0$ 处的连续性不确定(可能连续或不连续)。

例子1

  • 构造函数:
    $f(x)=\begin{cases}1, & x \neq x_0 \\ 0, & x = x_0\end{cases}, \quad g(x)=\begin{cases}1, & x \neq x_0 \\ 0, & x = x_0\end{cases}$
  • 乘积结果:
    $F(x)=f(x)g(x)=\begin{cases}1 \cdot 1=1, & x \neq x_0 \\ 0 \cdot 0=0, & x = x_0\end{cases}$
  • 分析:$\lim\limits_{x \to x_0} F(x)=1 \neq F(x_0)=0$,故 $F(x)$ 在 $x_0$ 处不连续。

例子2

  • 构造函数:
    $f(x)=\begin{cases}1, & x \neq x_0 \\ 0, & x = x_0\end{cases}, \quad g(x)=\begin{cases}0, & x \neq x_0 \\ 1, & x = x_0\end{cases}$
  • 乘积结果:
    $F(x)=f(x)g(x)=\begin{cases}1 \cdot 0=0, & x \neq x_0 \\ 0 \cdot 1=0, & x = x_0\end{cases}=0$
  • 分析:$\lim\limits_{x \to x_0} F(x)=0=F(x_0)$,故 $F(x)$ 在 $x_0$ 处连续。

第(2)题

情况:$f(x)$ 在 $x_0$ 处连续,$g(x)$ 在 $x_0$ 处不连续。
结论:$F(x)=f(x)g(x)$ 在 $x_0$ 处的连续性不确定(可能连续或不连续)。

例子1

  • 构造函数:
    $f(x)=1 \quad (\text{连续}), \quad g(x)=\begin{cases}1, & x \neq x_0 \\ 0, & x = x_0\end{cases}$
  • 乘积结果:
    $F(x)=f(x)g(x)=g(x)$
  • 分析:$\lim\limits_{x \to x_0} F(x)=1 \neq F(x_0)=0$,故 $F(x)$ 在 $x_0$ 处不连续。

例子2

  • 构造函数:
    $f(x)=0 \quad (\text{连续}), \quad g(x) \quad (\text{在 } x_0 \text{ 处不连续})$
  • 乘积结果:
    $F(x)=f(x)g(x)=0$
  • 分析:$\lim\limits_{x \to x_0} F(x)=0=F(x_0)$,故 $F(x)$ 在 $x_0$ 处连续。

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