Rozpatrzmy funkcję /.
Rozpatrzmy funkcję /.
x - 2 ' 0 x + 2
Ponieważ /(x)
dla x < 1 dla x = 1, dla x > 1
więc w celu zbadania, czy istnieje lim /(x), należy obliczyć granice jednostronne. Mamy
lim /(x) = lim (x-2)=-1,
x->1~',w x->1~v '
lim.
x->V
/W =xlim+ (* + 2) = 3.
Zatem nie istnieje lim /(x). 0 funkcji / powiemy, że nie jest ciągta w punkcie x0 = 1, ponieważ nie istnieje lim /(x).
x-»1
jx — 2 dlax 5* 1
W przypadku funkcji g danej wzorem g(x) - i ^ dla x ~ 1 ’ mamy
lim g(x) = lim (x- 2) = -1.
x->1 ' x—>1 v '
Dlaczego więc ta funkcja nie jest ciągła w punkcie x = 1 ? Otóż wprawdzie istnieje lim g(x), ale wartość funkcji w badanym punkcie nie jest jej równa. Mamy
bowiem
- 1 = lim g{x) *g{ 1) = 0.
f x — 2 dlax < 1
Dla funkcji h danej wzorem h(x) = i + ^ dla x > 1 ’ otrzymujemy -1 = lim h(x) * lim , h(x) = 3,
zatem również nie istnieje granica lim h(x) i to jest powodem nieciągłości.
Czwarta z omawianych funkcji jest określona wzorem /(x) = x - 2 dla xe/?, więc lim /(x) = lim (x — 2) = —1 oraz /(1) = 1 - 2 = -1.
Tak więc tym razem istnieje (skończona) granica lim /(x) i zachodzi równość lim /(x) - i (1).
Możemy więc przyjąć następującą definicję:
funkcja / będzie określona w pewnym otoczeniu U(x0) punktu x0. IN / jnst ciągła w punkcie x0 wtedy i tylko wtedy, gdy istnieje (skohczo-
finlca lim f(x)
i M,,*
prawdziwa jest równość lim /(x) = /(x0).
X >X0
t-hi • ląylirtr I funkcji / w punkcie x0 niezbędne jest, aby funkcja / była określo-M« W (ito< /rnlu tego punktu, skąd wynika, że musi ona być również określona # Mmym punkcie x0. Natomiast do tego, by istniała sama granica wystarczy, N flinkc |>t l>yla określona tylko w sąsiedztwie tego punktu (w samym punkcie Mln/n nlr być określona).
NłWliYmy Jeszcze raz do trzeciej z rozważanych przez nas funkcji. Wiemy już, że
lim h(x)=-1 oraz lim h(x) = 3.
/auwdżmy teraz dalej, że h( 1) = 1 -2 =-1.
/•Inm mamy:
lim h(x) - h( 1) oraz lim+ h(x) * h(1).
Warunek występujący w definicji ciągłości jest więc spełniony dla granicy le-Wtmlronnej, ale nie jest spełniony dla granicy prawostronnej. Powiemy, że funk-1|a I*i Jest ciągła lewostronnie w punkcie x0 = 1 i nie jest prawostronnie ciągła W lyrri punkcie. Możemy więc przyjąć następującą definicję.
Nl«ch funkcja / będzie określona w lewostronnym (odpowiednio prawostronnym) otoczeniu punktu x0. Funkcja / jest lewostronnie (odpowiednio prawo-Itronnie) ciągła w punkcie x0 wtedy i tylko wtedy, gdy istnieje granica lim /(x) (odpowiednio lim^ /(x)) oraz prawdziwa jest równość lim /(x) = /(x0)
łt1 x—>x0 x >x0
(odpowiednio lim+ /(x) = /(x0)).
X >XQ
(ieometrycznie można ciągłość interpretować jako „nierozerwanie” wykresu funkcji w tym punkcie. W przypadku omawianych funkcji /, g, h nastąpiło „rozerwanie" wykresu. Punkty, w których wykres został „rozerwany", są to punkty nie-< lągłości funkcji. Nieciągłość funkcji g łatwo usunąć, przyjmując g(1) = -1 za-