分段函数的极限和连续性
例 设
(1)求
在点
处的左、右极限,函数
在点
处是否有极限?
(2)函数
在点
处是否连续?
(3)确定函数
的连续区间.
分析:对于函数
在给定点
处的连续性,关键是判断函数当
时的极限是否等于
;函数在某一区间上任一点处都连续,则在该区间上连续.
解:(1)![]()
![]()
∴![]()
函数
在点
处有极限.
(2)![]()
函数
在点
处不连续.
(3)函数
的连续区间是(0,1),(1,2).
说明:不能错误地认为
存在,则
在
处就连续.求分段函数在分界点
的左右极限,一定要注意在分界点左、右的解析式的不同.只有
才存在.
函数的图象及连续性
例 已知函数
,
(1)求
的定义域,并作出函数的图象;
(2)求
的不连续点
;
(3)对
补充定义,使其是R上的连续函数.
分析:函数
是一个分式函数,它的定义域是使分母不为零的自变量x的取值范围,给函数
补充定义,使其在R上是连续函数,一般是先求
,再让
即可.
解:(1)当
时,有
.
因此,函数的定义域是![]()
当
时,![]()
其图象如下图.

(2)由定义域知,函数
的不连续点是
.
(3)因为当
时,![]()
所以![]()
因此,将
的表达式改写为

则函数
在R上是连续函数.
说明:要作分式函数的图象,首先应对函数式进行化简,再作函数的图象,特别要注意化简后的函数与原来的函数定义域是否一致.
利用函数图象判定方程是否存在实数根
例
利用连续函数的图象特征,判定方程
是否存在实数根.
分析:要判定方程
是否有实根,即判定对应的连续函数
的图象是否与x轴有交点,因此只要找到图象上的两点,满足一点在x轴上方,另一点在x轴下方即可.
解:设
,则
是R上的连续函数.
又
,因此在
内必存在一点
,使
,所以
是方程
的一个实根.
所以方程
有实数根.
说明:作出函数
的图象,看图象是否与x轴有交点是判别方程
是否有实数根的常用方法,由于函数
是三次函数,图象较难作出,因此这种方法对本题不太适用.
函数在区间上的连续性
例 函数
在区间(0,2)内是否连续,在区间
上呢?
分析:开区间内连续是指内部每一点处均连续,闭区间上连续指的是内部点连续,左点处右连续,右端点处左连续.
解:
(
且
)
任取
,则![]()
∴
在(0,2)内连续.
但
在
处无定义,∴
在
处不连续.
从而
在
上不连线
说明:区间上的连续函数其图象是连续而不出现间断曲线.
函数在某一点处的连续性
例 讨论函数
在
与
点处的连续性
分析:分类讨论不仅是解决问题的一种逻辑方法,也是一种重要的数学思想.
明确讨论对象,确立分类标准,正确进行分类,以获得阶段性的结论,最后归纳综合得出结果,是分类讨论的实施方法.本题极限式中,若不能对x以1为标准,分三种情况分别讨论,则无法获得
的表达式,使解答搁浅.
讨论
在
与
点处的连续性,若作出
的图像,则可由图像的直观信息中得出结论,再据定义进行解析论证.
由于
的表达式并非显式,所以须先求出
的解析式,再讨论其连续性,其中极限式中含
,故须分类讨论.
解:(1)求
的表达式:
①当
时,
②当
时,
③当
时,![]()
∴
(2)讨论
在
点处的连续性:
![]()
∴
不存在,
在
点处不连续
(3)讨论
在
点处的连续性:


∴
,
在
点处连续.
根据函数的连续性确定参数的值
例 若函数
在
处连续,试确定a的值
解:![]()

欲
在
处连续,
必须使
,故![]()
说明:利用连续函数的定义,可把极限转化为函数值求解.