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:
- 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。
- 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。
- 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。