
【計】 continuous function
在數學分析中,連續函數(Continuous Function)是描述函數行為平滑性的核心概念,其定義可從中英文視角闡釋如下:
中文定義
若函數 ( f(x) ) 在點 ( x0 ) 的鄰域内有定義,且滿足極限值等于函數值: $$ lim{{x to x_0}} f(x) = f(x_0) $$ 則稱 ( f(x) ) 在 ( x_0 ) 處連續。若其在定義域每一點連續,則為連續函數。
英文定義(Continuous Function)
A function ( f ) is continuous at a point ( c ) if:
局部有界性
在閉區間上連續的函數必有界,且可取得最大值與最小值(極值定理)。
介值性(Intermediate Value Theorem)
若 ( f ) 在 ([a,b]) 連續,且 ( f(a) eq f(b) ),則對任意 ( k ) 介于 ( f(a) ) 與 ( f(b) ) 之間,存在 ( c in (a,b) ) 使得 ( f(c) = k ) 。
運算封閉性
連續函數的和、差、積、商(分母非零)及複合函數仍保持連續性。
參考文獻
連續函數是數學分析中的一個核心概念,其核心特征是“無間斷性”,以下是詳細解釋:
一、直觀理解 連續函數的圖像可以一筆畫成,沒有斷裂或跳躍。例如抛物線( f(x) = x )的曲線平滑無缺口,而分段函數如( f(x) = begin{cases} x & x geq 0x+1 & x < 0 end{cases} )在( x=0 )處存在跳躍,屬于不連續。
二、數學定義
點連續:若函數( f(x) )在點( a )滿足 [ lim_{x to a} f(x) = f(a) ] 則稱其在( a )處連續。
嚴格定義(ε-δ語言): 對任意( varepsilon > 0 ),存在( delta > 0 ),使得當( |x - a| < delta )時,有( |f(x) - f(a)| < varepsilon )。
三、典型例子
四、重要性質
五、應用意義 連續性是微積分的基礎,保證了極限運算與函數值的可交換性(( lim f(x) = f(lim x) ))。它在物理、工程等領域廣泛應用,例如描述溫度變化、運動軌迹等自然現象。需注意:連續函數未必可導(如( |x| )在( x=0 )處),但可導函數一定連續。
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