理论教育 微积分习题:函数连续性和间断点判断

微积分习题:函数连续性和间断点判断

时间:2023-10-23 理论教育 版权反馈
【摘要】:1.证明函数y=×2连续.证 任取,故函数y=×2在×0点连续.由×0的任意性,函数y=×2连续在R内连续.2.讨论函数×<0×=0在×=0处的连续性.×>0解所以函数f(×)在×=0处既是左连续又是右连续,从而函数f(×)在×=0处连续.3.求下列函数的间断点,并判断类型.(1) (2)(3) (4)解 (1)×=2为函数y的间断点,×=2为函数y的无穷间断点.(2)由于,所以×=1为函数y的可

微积分习题:函数连续性和间断点判断

1.证明函数×2连续.

任取978-7-111-41532-9-Chapter01-540.jpg,故函数y=×2×0点连续.由×0的任意性,函数y=×2连续在内连续.

2.讨论函数978-7-111-41532-9-Chapter01-541.jpg

×<0×=0在×=0处的连续性.

×>0

978-7-111-41532-9-Chapter01-542.jpg

所以函数f×)在×=0处既是左连续又是右连续,从而函数f×)在×=0处连续.

3.求下列函数的间断点,并判断类型.

(1)978-7-111-41532-9-Chapter01-544.jpg (2)978-7-111-41532-9-Chapter01-545.jpg

(3)978-7-111-41532-9-Chapter01-546.jpg (4)978-7-111-41532-9-Chapter01-547.jpg

(1)×=2为函数的间断点,×=2为函数的无穷间断点.

(2)由于978-7-111-41532-9-Chapter01-548.jpg,所以×=1为函数的可去间断点,×=2为函数的无穷间断点.

(3)因为978-7-111-41532-9-Chapter01-549.jpg978-7-111-41532-9-Chapter01-550.jpg,所以×=1为函数f×)的跳跃间断点.又因为978-7-111-41532-9-Chapter01-551.jpg978-7-111-41532-9-Chapter01-552.jpg,所以×=2不是函数f×)的间断点,从而函数f×)只有一个间断点×=1,且×=1为函数f×)的跳跃间断点.

(4)因为978-7-111-41532-9-Chapter01-553.jpg,所以×=0为函数f×)的可去间断点.

4.找出函数978-7-111-41532-9-Chapter01-554.jpg的间断点,并判断类型.

由于978-7-111-41532-9-Chapter01-555.jpg,故×=0是f×)的无穷间断点.由978-7-111-41532-9-Chapter01-556.jpg,知978-7-111-41532-9-Chapter01-557.jpg,由978-7-111-41532-9-Chapter01-558.jpg,知

×=1是f×)的跳跃间断点.

5.给函数978-7-111-41532-9-Chapter01-560.jpg补充定义,使得f×)连续.

由于978-7-111-41532-9-Chapter01-561.jpg,故可定义978-7-111-41532-9-Chapter01-562.jpg,从而使得f×)连续.

6.证明方程×5-3×+10在区间(0,1)内有根.

f×=×5-3×+1,则f×)在(-∞,+∞)内连续.

f(0)10,f(1)=-10由零点定理知,×5-3×+10在区间(0,1)内有根.

7.设f×e×-2,求证在区间(0,2)内至少存在一点×0,使f×0=×0.

g×=f×-×=e×-×-2,则g×)在(-∞,+∞)内连续.

g(0)=-10,g(2)e2-40由零点定理知,方程g×0在区间(0,2)内有根,即在区间(0,2)内至少存在一点×0,使得g×00,从而在区间(0,2)内至少存在一点×0,使f×0=×0.

8.若f×)在[AB]上连续,A<×1<×2<B,证明一定存在介于AB之间的一点ξ,使得αf×1+βf×2α+βfξ)成立,其中α>0,β>0.

因为函数f×)在[AB]上连续,则在区间[AB]上必有最大值m和最小值m,从而

α+βm=αm+βmαf×1+βf×2)≤αm+βm=α+βm

由介值定理知,必存在ξ∈[AB],使得978-7-111-41532-9-Chapter01-564.jpg,即一定存在介于AB之间的一点ξ,使得αf×1+βf×2α+βfξ)成立.

9.设f×)处处连续,且f(1)2,求978-7-111-41532-9-Chapter01-565.jpg.

由于978-7-111-41532-9-Chapter01-566.jpg,故令978-7-111-41532-9-Chapter01-567.jpg,则由f×)处处连续知

10.设函数978-7-111-41532-9-Chapter01-569.jpg,则函数f×)( ).(www.daowen.com)

A.存在间断点×=-1 B.存在间断点×=0 C.存在间断点×=1 D.不存在间断点

×>1时,978-7-111-41532-9-Chapter01-570.jpg;当×<1时,978-7-111-41532-9-Chapter01-571.jpg;故

978-7-111-41532-9-Chapter01-573.jpg978-7-111-41532-9-Chapter01-574.jpg×=-1为间断点;由978-7-111-41532-9-Chapter01-575.jpg,知f×)在×=1处连续,因此选择A.

11.下列命题正确的是( ).

A.若f×)在(-∞,+∞)内有定义,则至少存在一点×0,使f×)在×0点连续

B.若f×)在×0点连续,则f×)在×0点必定连续

C.若f×)在(AB)内连续,则f×)在(AB)内一定能取到最大值和最小值

D.若f×)在(AB)内连续,且fA)·fB0,则至少存在一点ξ∈(AB),使fξ0

考察978-7-111-41532-9-Chapter01-576.jpg当x是有理数时当x是无理数时∀×0∈(-∞,+∞),当点×沿着有理点列I趋于×0时,有978-7-111-41532-9-Chapter01-577.jpg,当点×沿着无理点列kI趋于×0时,有978-7-111-41532-9-Chapter01-578.jpg,所以978-7-111-41532-9-Chapter01-579.jpg不存在,f×)在×0点不连续.由于×0点的任意性,知f×)在其定义域上任意点处都不连续.因而排除A.

考察函数978-7-111-41532-9-Chapter01-580.jpg,它在(0,1)内连续,但在(0,1)内取不到最大值和最小值,排除C.

考察978-7-111-41532-9-Chapter01-581.jpg,它在(0,1)内连续,且f(0)·f(1)0,但不存在点ξ∈(0,1),使fξ0.排除D.

因为978-7-111-41532-9-Chapter01-582.jpg,故978-7-111-41532-9-Chapter01-583.jpg.再由f×)在×0点连续,即978-7-111-41532-9-Chapter01-584.jpgf×0),因而978-7-111-41532-9-Chapter01-585.jpg,即f×)在×0点连续.选择B.

12.设f×)在×=A连续,φ×)在×=A间断,又fA)≠0,则().

A.φf×)]在×=A间断 B.fφ×)]在×=A间断

C.[φ×)]2×=A间断 D.978-7-111-41532-9-Chapter01-586.jpg×=A间断

反证法可得正确答案是D.事实上,若978-7-111-41532-9-Chapter01-587.jpg×=A连续,再由f×)在×=A连续可知,978-7-111-41532-9-Chapter01-588.jpg×=A连续,与条件矛盾.

13.设f×)在[0,2A]上连续,且f(0)=f(2A),证明:∃ξ∈[0,A],使fξ=fξ+A).

g×=f×-f×+A),则由f×)在[0,2A]上连续知g×)在[0,A]上连续,且g(0)=f(0)-fA)与gA=fA-f(2A),故g(0)·gA=-f(0)-fA)]2≤0.

g(0)·gA0,即f(0)=fA),则取ξ=0就有fξ=fξ+A);

f(0)·fA0,则由零点定理知∃ξ∈[0,A]使得gξ0,即∃ξ∈[0,A],使fξ=fξ+A).

14.设函数978-7-111-41532-9-Chapter01-589.jpg,求AB,使f×)在(-∞,+∞)上连续.

f×)在(-∞,+∞)上连续得978-7-111-41532-9-Chapter01-590.jpg,而

A=1,B=e2.

15.已知方程×3+(2m-3)×+m2-m=0有三个不等实根,分别介于(-∞,0),(0,1),(1,+∞)内,求m的取值范围.

f×)=×3+(2m-3)×+m2-m,则由条件知f(1)=m2+m-2<0且f(0)=m2-m>0.由f(1)=m2+m-2<0得到-2<m<1,再由f(0)=m2-m>0得m>1或m<0,因此-2<m<0.

16.设978-7-111-41532-9-Chapter01-592.jpg处处连续,求AB的值.

978-7-111-41532-9-Chapter01-593.jpg处处连续,当然f×)在×=-1和×=1点

都连续,则同时有978-7-111-41532-9-Chapter01-594.jpg978-7-111-41532-9-Chapter01-595.jpg.

978-7-111-41532-9-Chapter01-596.jpg可得,A+B=1.

978-7-111-41532-9-Chapter01-597.jpg可得,A-B=-1,因此A=0,B=1.

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