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例证明函数在,上致连续。
证明由于对,,使得,都有,即在,上满足条件。
所以函数在,上致连续。
注例若用函数致连续的定义证明,则较用定理证明繁琐。
定理仅仅是函数在区间上致连续的充分非必要条件,如下例例证明在,上致连续但不满足条件。
证明在,上连续,由定理在,上致连续。
取显然,且有,,,。
从而,对任意充分大的正整数,总存在使得,即。
故在,上致连续,但在,上不满足条件。
由著名的利普希茨条件得到启发,还可得推论设存在,使对任意,,都有成立,且在区间上致连续,则在区间上有界闭区域上连续,则在上致连续。
证明致密性定理假设在上不致连续,则,,使得,,但。
令,在中总能找到相应的与,使得,,但。
在有界闭区域中由致密性定理有,平面点列必有收敛子列,且。
同时由,,得。
最后,由,有。
令,由二元函数在的连续性及数列极限的保不等式性,得,从而推出矛盾。
故在上致连续。
证明二有限覆盖定理由在上连续,则,使得,有。
考察开区域,显然是的个开覆盖。
由有限覆盖定理,存在的个有限开区域覆盖了。
记,对,,则,必属于中开区域。
设,,即,,此时有,。
故由式,同时有,成立,从而。
所以在上致连续。
注定理中的有界闭区域可改为有界闭集,证明过程无原则性变化。
二元函数在有界开区域上致连续的致连续性定理二元函数在有界开区域上在上连续且,存在其中表的边界。
证明二元函数在有界开区域上致连续,则必然在上连续,下面证明,存在。
由二元函数在有界开区域上致连续,则,,当,时,就有。
对则。
任取,则,且。
于是对上述当,时,有,,从而。
由柯西收敛准则知存在。
若,且,则由有与都存在。
于是,对上述使得当时,有,且,,从而当时,有,。
所以,即。
结合,由归结原则得,存在。
令其中且则对表示的闭包,有或。
当时,由为开区域知,当时。
因为在连续,所。
参考文献朱时数学分析札记贵州贵州省教育出版社,南京师范大学主编数学分析选论江苏江苏教育出版社,华东师范大学数学系数学分析上册第三版北京高等教育出版社,李锋杰,刘丙辰等关于函数的致连续问题烟台师范学院学报刘玉琏,傅沛仁数学分析讲义第二版北京高等教育出版社,周家云,刘鸣,解际太数学分析的方法济南山东教育出版社,林远华对函数致连续性的几点讨论河池师专学报姜雄关于函数在任意区间上致连续与非致连续的条件讨论辽宁科技学院学报吴静函数致连续性的两点注记重庆职业技术学院学报华东师范大学数学系数学分析下册第三版北京高等教育出版社,瞿明清浅谈二元函数的致连续性滁州学院学报范新华判别函数致连续的几种方法常州工学院学报较之用函数致连续的定义来证明简单。
元函数在任意区间上的致连续性对于元函数在任意区间上致连续与非致连续,有以下结论定理函数在区间上致连续,,只要,就有。
证明由在上致连续知,,,使得,,只要,就有。
又,,知,对上述存在有,从而对有,即。
若不然,则必存在,虽然,但是。
显然,但是。
推出矛盾,故在致连续。
注此定理主要用来判定函数非致连续。
注利用定义证明函数在上非致连续的关键是确定,找出,使得,而要做到这点,对于些函数而言通常是比较困难的。
但是,根据前面判定函数致连续的充要条件,易得函数在区间上非致连续的两个比较简单的充分条件。
连续函数在区间,内非致连续的充分条件是和至少有个不存在。
连续函数在区间非致连续的充分条件是在区间上存在两个数列,,使得,但。
例证明函数在上非致连续。
证明法,对,,取,虽然有,但是。
所以在上非致连续。
现在利用判别法证明例。
法二取,,则,但是。
所以由判别法知在上非致连续。
注利用这两个判别法证明函数在区间上非致连续的优点是易见的它不用直接确定找,满足,而只须观察和的存在性或找出两个数列和满足判别条件即可。
利用上述两个判别法还可以证明以下题目函数在,上非致连续。
函数在,上非致连续。
函数在非致连续。
函数在,上非致连续。
提示取,定理若函数在区间上满足利普希茨条件,即存在常数,使得对,都有成立,则在区间上致连续。
证明因为函数在区间上满足条件,即,,有,于是对,取,只要,就有。
故函数在以略变化。
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四是规范区间上致连续。
例证明函数在,上致连续。
证明由于对,,使得,都有,即在,上满足条件。
所以函数在,上致连续。
注例若用函数致连续的定义证明,则较用定理证明繁琐。
定理仅仅是函数在区间上致连续的充分非必要条件,如下例例证明在,上致连续但不满足条件。
证明在,上连续,由定理在,上致连续。
取显然,且有,,,。
从而,对任意充分大的正整数,总存在使得,即。
故在,上致连续,但在,上不满足条件。
由著名的利普希茨条件得到启发,还可得推论设存在,使对任意,,都有成立,且在区间上致连续,则在区间上有界闭区域上连续,则在上致连续。
证明致密性定理假设在上不致连续,则,,使得,,但。
令,在中总能找到相应的与,使得,,但。
在有界闭区域中由致密性定理有,平面点列必有收敛子列,且。
同时由,,得。
最后,由,有。
令,由二元函数在的连续性及数列极限的保不等式性,得,从而推出矛盾。
故在上致连续。
证明二有限覆盖定理由在上连续,则,使得,有。
考察开区域,显然是的个开覆盖。
由有限覆盖定理,存在的个有限开区域覆盖了。
记,对,,则,必属于中开区域。
设,,即,,此时有,。
故由式,同时有,成立,从而。
所以在上致连续。
注定理中的有界闭区域可改为有界闭集,证明过程无原则性变化。
二元函数在有界开区域上致连续的致连续性定理二元函数在有界开区域上在上连续且,存在其中表的边界。
证明二元函数在有界开区域上致连续,则必然在上连续,下面证明,存在。
由二元函数在有界开区域上致连续,则,,当,时,就有。
对则。
任取,则,且。
于是对上述当,时,有,,从而。
由柯西收敛准则知存在。
若,且,则由有与都存在。
于是,对上述使得当时,有,且,,从而当时,有,。
所以,即。
结合,由归结原则得,存在。
令其中且则对表示的闭包,有或。
当时,由为开区域知,当时。
因为在连续,所
