人工智能数学基础01--高等数学基础(函数的连续和间断)

函数的连续性

函数在一点处连续:设 f(x) 在 x=x_{0} 的某邻域 U(x_{0}) 有定义,且 \lim_{x\rightarrow x_{0}}f(x)=f(x_{0})。则称f(x) 在 x=x_{0} 处连续。换句话说,如果当自变量的改变量\Delta x 趋近于零时,相应的函数值的改变量 \Delta y 也趋近于零,则称 y= f(x) 在点 x_{0}  处连续。

函数在一点处左连续:设 f(x) 在 x=x_{0} 的左侧某邻域 x_{0} - \delta < x \leqslant x_{0} 有定义,且 \lim_{x\rightarrow x_{0}^{-}}f(x)=f(x_{0}),则称f(x) 在 x=x_{0} 处左连续,类似地可以定义右连续。

函数在(a,b)内,\left [ a,b \right ] 上连续:设 f(x)  在 (a,b) 内每一点处都连续,则称 f(x) 在 (a,b)内连续。定义f(x) 在 [a,b] 上连续,其中在 x=a 处指的是右连续,x=b 处指的是左连续。

函数的间断点

第一类间断点:f(x) 在x=x_{0} 的某去心邻域内有定义,如果 \lim_{x\rightarrow x_{0}}f(x) 存在,但 f(x_{0})

无定义,或者虽然有定义,但与 \lim_{x\rightarrow x_{0}} f(x) 不相等,称 x=x_{0} 为 f(x) 的可去间断点。

f(x) 在x=x_{0} 的某去心邻域内有定义,如果 \lim_{x\rightarrow x_{0}^{-}}f(x) 与\lim_{x\rightarrow x_{0}^{+}}f(x) 都存在,但不相等,称x=x_{0} 为f(x)的跳跃间断点。此时不论f(x_{0}) 是否存在,存在时等于什么都无关。

可去间断点跳跃间断点统称为第一类间断点。

第二类间断点:

f(x) 在 x=x_{0} 的某去心邻域内有定义,如果 \lim_{x\rightarrow x_{0}^{-}}f(x) 与\lim_{x\rightarrow x_{0}^{+}}f(x) 至少有一个不存在,称x=x_{0} 为 f(x) 的第二类间断点,第二类间断点又可细分为无穷间断点,振荡间断点等。

例如:f(x)=\frac{1}{x} 在 x=0 处为无穷间断点;g(x) =sin\frac{1}{x} 在x=0处为振荡间断点。

重要性质、定理、公式

连续函数的四则运算:u(x) 与 v(x) 在x=x_{0} 处连续,则四则运算之后所成的函数在x=x_{0} 处也连续(除法运算时要求分母不为零)。

复合函数的连续性:f(u) 在 u=u_{0} 处连续,g(x) 在 x=x_{0} 处连续,且g(x_{0}) = u_{0},则复合函数f(g(x)) 在 x=x_{0} 处亦连续。

基本初等函数的连续性:基本初等函数在它的定义域上都是连续的。

初等函数的连续性:初等函数正它的定义域的区间内都是连续的。

闭区间上的连续函数的性质:f(x) 在闭区间\left [ a,b \right ] 上连续,则它具有下列性质:

  1. f(x) 在\left [ a,b \right ] 上有界(称为有界性定理);
  2. f(x) 在\left [ a,b \right ] 上有最大值与最小值(称为最值定理);
  3. 设 \mu 满足 m\leqslant \mu \leqslant MmM分别为f(x)\left [ a,b \right ] 上的最小值与最大值,则至少存在一点\xi \in \left [ a,b \right ],使f(\xi )=\mu(称为介值定理);(若\mu满足m<\mu <M,则\xi \in (a,b)。)
  4. f(a)f(b)< 0,则至少存在一点 \xi \in (a,b) ,使f(\xi )=0(称为零点定理)。​​​​​​

 

 

 

 

 

 

 

 

你可能感兴趣的:(人工智能数学基础,机器学习)