2023數(shù)分Day10(連續(xù)性與一致連續(xù)1:連續(xù)性語言訓(xùn)練)
一、整體感受
要多寫,多理解,一道題寫上三遍體會更深
二、需要掌握的
1、單調(diào)有界定理及其常用性質(zhì)(下會給出證明,證明過程多寫幾遍,多理解、真題中可以直接用到這個性質(zhì),書寫該定理證明可充分復(fù)習(xí)單調(diào)有界原理、確界原理以及上下確界的理解深化)

2、歸結(jié)原則

3、致密性定理:有界函數(shù)必有收斂子列
4、區(qū)分間斷點類型(第一類:可去、跳躍;第二類)
(1)個人理解:
①對于可去間斷點而言,它的左右極限存在且相等,可以記為A,但是呢要么該點無定義,要么這個點處函數(shù)值不等于該點的極限值A(chǔ);
注意:左右極限存在且相等是可去間斷點的特征!
②對于跳躍間斷點呢,是左右極限存在,但是不相等.
尤其是在單調(diào)情況下,如果是間斷點,必然是跳躍間斷點!因為如果是可去間斷點,那么左右極限存在且相等,這一點就符合連續(xù)的定義了!!
③第二類呢就是至少有一側(cè)不存在極限(比如極限趨于+∞)
(2)七道習(xí)題說明間斷點如何區(qū)分[數(shù)分上P71,Ch4.1習(xí)題2]

4、證明連續(xù)性的五種方法(利用定義、左右極限、序列語言、鄰域語言、連續(xù)函數(shù)的運算性質(zhì)五種)

三、具體真題
本節(jié)內(nèi)容有點多,分成三部分
(一)是每日一題Day10的真題及其補充
(二)是函數(shù)單調(diào)性與連續(xù)性的真題總結(jié)
(三)是裴中關(guān)于連續(xù)性證明與應(yīng)用部分的9道真題,注意其中講述的五種連續(xù)性的證明方法
(一)每日一題Day10的真題及其補充
1【安徽大學(xué)】
①假設(shè)單增
②然后反證,若不連續(xù),存在一個點x0,使得x0為f(x)的間斷點
③利用單調(diào)有界定理的常用性質(zhì)得到左極限和右極限存在,而且滿足f(x0-0)≤f(x0)≤f(x0+0)
④下證等號取不到,反證,如果取到說明x0連續(xù),與假設(shè)的這個間斷矛盾,所以必定有左極限嚴(yán)格小于右極限;
⑤因此任取一點ξ滿足它大于左極限同時小于右極限,而且≠f(x0),這個點ξ必然屬于【f(a),f(b)】;
任取x∈[a,x0),有f(x)≤f(x0-0)<ξ;
任取x∈(x0,b],有f(x)≥f(x0+0)>ξ.這說明f(x)在[a,b]上取不到ξ,這與已知的f(x)可取到f(a)與f(b)之間一切值矛盾,于是連續(xù)。
⑥另外,對端點a和b,只需考慮單側(cè)極限也可得到矛盾。
綜上,f(x)為[a,b]上的連續(xù)函數(shù).

2【電子科大】
①先設(shè)出g的值域為I
②用反證法說明f在g的值域上連續(xù),
若f在g的值域上不連續(xù)→則存在u0∈I,s.t.f在u0處不連續(xù)(這一步容易寫錯,多寫幾遍)
③則存在{un}包含于I,滿足un→u0(n→∞),但不滿足f(un)→f(u0)(n→∞)
④現(xiàn)在設(shè){xn}包含于【a,b】,滿足g(xn)=un,由于{xn}是有界數(shù)列,所以一定存在收斂子列(致密性定理),為了方便,不妨設(shè){xn}收斂且極限為x0,顯然x0∈[a,b](因為{xn}自身也是{xn}的子列)
⑤由于g在【a,b]上連續(xù),可得g(x0)=u0;
⑥再結(jié)合fog在【a,b】上連續(xù),可得f(un)→f(u0)(n→∞),這與③矛盾.
因此綜上,f在g的值域上連續(xù)。
【多寫幾遍,⑤和⑥的細(xì)節(jié)我這里省略了,是需要多寫幾次的,細(xì)節(jié)看圖片】

3【華南理工】
①利用有界性,找個M,然后寫出有界的定義
②利用題干函數(shù)迭代式得到F(0)=0
③再次利用題干迭代式得到F(x)=F(a^n*x)/b^n
④對于M/b^n→0(n→∞),寫出定義式,特別當(dāng)n=N時候,得到M/b^N→0(n→∞),這說明M/b^N<ε
⑤取δ=1/aN,當(dāng)0<x<δ,s.t.a^N*x∈(0,1)
⑥|F(x)-F(0)|<ε,這說明F(x)在x=0處右連續(xù).

【下補充兩道類似習(xí)題2022天大和華師大以及課本Ch3總練習(xí)題10+11】




4【北師大】
屬于這六道題中最難的一道,需要至少寫三遍
思路很清晰的,就是利用M(x)單調(diào)遞增,說明每一點單側(cè)極限都存在(題1也用到了),然后只要證明M(x0-0)=M(x0)=M(x0+0)即可,分兩步證,一個證左極限=M(x0),一個證右極限=M(x0);最后利用x0任意性,就知道M(x)在【a,b】上連續(xù)。
(細(xì)節(jié)請見圖,證右極限時候還要用一下反證法)

【補充一道上確界的題目,如果是下確界相應(yīng)符號取反即可】

5【北師大】
考察了一個壓縮映射
思路:先證存在性,再證唯一性

【補充CMC初賽二屆數(shù)學(xué)類題一】

6【中國科大】
法一:知道絕對值函數(shù)的性質(zhì)后避免分類討論做
法二:如果不知道這個絕對值函數(shù)的性質(zhì)用分類討論也可做出來
思路就是最后逼迫這個f=0即可

【補充:Ch4.1習(xí)題4,對于一些連續(xù)性質(zhì)說明、比如取絕對值/平方后是否還連續(xù)的證明】

(二)函數(shù)單調(diào)性與連續(xù)性的真題總結(jié)





(三)裴中關(guān)于連續(xù)性證明與應(yīng)用部分的9道真題,注意其中講述的五種連續(xù)性的證明方法









