题目
研究下列函数的连续性,并画出函数的图形.(1) f(x)= ) (x)^2,0leqslant xleqslant 1 2-x,1lt xleqslant 2 ...
研究下列函数的连续性,并画出函数的图形.
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题目解答
答案
(1)作函数的图象如下,
故函数在其定义域上连续;
(2)作函数的图象如下,
故函数在其定义域上不连续.
.解析
步骤 1:分析函数$f(x)$在区间$[0,1]$上的连续性
函数$f(x) = x^2$在区间$[0,1]$上是连续的,因为$x^2$是一个多项式函数,多项式函数在其定义域上是连续的。
步骤 2:分析函数$f(x)$在区间$(1,2]$上的连续性
函数$f(x) = 2-x$在区间$(1,2]$上是连续的,因为$2-x$是一个线性函数,线性函数在其定义域上是连续的。
步骤 3:检查函数$f(x)$在$x=1$处的连续性
为了检查函数$f(x)$在$x=1$处的连续性,我们需要验证$\lim_{x \to 1^-} f(x) = \lim_{x \to 1^+} f(x) = f(1)$。
- $\lim_{x \to 1^-} f(x) = \lim_{x \to 1^-} x^2 = 1^2 = 1$
- $\lim_{x \to 1^+} f(x) = \lim_{x \to 1^+} (2-x) = 2-1 = 1$
- $f(1) = 1^2 = 1$
因为$\lim_{x \to 1^-} f(x) = \lim_{x \to 1^+} f(x) = f(1)$,所以函数$f(x)$在$x=1$处是连续的。
步骤 4:分析函数$f(x)$在区间$(-\infty,-1)$和$(1,+\infty)$上的连续性
函数$f(x) = 1$在区间$(-\infty,-1)$和$(1,+\infty)$上是连续的,因为常数函数在其定义域上是连续的。
步骤 5:检查函数$f(x)$在$x=-1$和$x=1$处的连续性
- 在$x=-1$处,$\lim_{x \to -1^-} f(x) = 1$,$\lim_{x \to -1^+} f(x) = -1$,$f(-1) = -1$,因为$\lim_{x \to -1^-} f(x) \neq \lim_{x \to -1^+} f(x)$,所以函数$f(x)$在$x=-1$处是不连续的。
- 在$x=1$处,$\lim_{x \to 1^-} f(x) = 1$,$\lim_{x \to 1^+} f(x) = 1$,$f(1) = 1$,因为$\lim_{x \to 1^-} f(x) = \lim_{x \to 1^+} f(x) = f(1)$,所以函数$f(x)$在$x=1$处是连续的。
函数$f(x) = x^2$在区间$[0,1]$上是连续的,因为$x^2$是一个多项式函数,多项式函数在其定义域上是连续的。
步骤 2:分析函数$f(x)$在区间$(1,2]$上的连续性
函数$f(x) = 2-x$在区间$(1,2]$上是连续的,因为$2-x$是一个线性函数,线性函数在其定义域上是连续的。
步骤 3:检查函数$f(x)$在$x=1$处的连续性
为了检查函数$f(x)$在$x=1$处的连续性,我们需要验证$\lim_{x \to 1^-} f(x) = \lim_{x \to 1^+} f(x) = f(1)$。
- $\lim_{x \to 1^-} f(x) = \lim_{x \to 1^-} x^2 = 1^2 = 1$
- $\lim_{x \to 1^+} f(x) = \lim_{x \to 1^+} (2-x) = 2-1 = 1$
- $f(1) = 1^2 = 1$
因为$\lim_{x \to 1^-} f(x) = \lim_{x \to 1^+} f(x) = f(1)$,所以函数$f(x)$在$x=1$处是连续的。
步骤 4:分析函数$f(x)$在区间$(-\infty,-1)$和$(1,+\infty)$上的连续性
函数$f(x) = 1$在区间$(-\infty,-1)$和$(1,+\infty)$上是连续的,因为常数函数在其定义域上是连续的。
步骤 5:检查函数$f(x)$在$x=-1$和$x=1$处的连续性
- 在$x=-1$处,$\lim_{x \to -1^-} f(x) = 1$,$\lim_{x \to -1^+} f(x) = -1$,$f(-1) = -1$,因为$\lim_{x \to -1^-} f(x) \neq \lim_{x \to -1^+} f(x)$,所以函数$f(x)$在$x=-1$处是不连续的。
- 在$x=1$处,$\lim_{x \to 1^-} f(x) = 1$,$\lim_{x \to 1^+} f(x) = 1$,$f(1) = 1$,因为$\lim_{x \to 1^-} f(x) = \lim_{x \to 1^+} f(x) = f(1)$,所以函数$f(x)$在$x=1$处是连续的。