為了討論導數(shù)的存在從,人們曾反復用到連續(xù)函數(shù)的概念,但都限于對連續(xù)函數(shù)的直觀描述,而無法給出一個確切的定義?,F(xiàn)在,我們借助極限的語言來定義連續(xù)函數(shù),首先用極限的語言來直觀地描述函數(shù)的連續(xù)性,如果說一個函數(shù)f(x)在點x0處是連續(xù)的,那么,對于任意收斂到x0的數(shù)列{xn},令yn=f(xn)和y0=f(x0),則當數(shù)列{xn}收斂到x0時,函數(shù)值的數(shù)列{yn}也收斂到函數(shù)值y0。我們把這個描述給出一般的符號表達,就可以得到下面的定義: 稱一個函數(shù)f(x)在點x0處是連續(xù)的,如果對于任意ε>0,都存在δ>0,使得所有滿足 |x-x0|<δ的x均有|f(x)-f(x0)|<ε,表示為lim(x→x0)。稱一個函數(shù)在區(qū)間[a,b]上是連續(xù)的,如果這個函數(shù)在這個區(qū)間上的每一個點都是連續(xù)的。 可以看到,利用符號表達,我們能夠嚴格地判斷函數(shù)地連續(xù)性了。如果要考察二次函數(shù)f(x)=x2的連續(xù)性,根據(jù)上面的規(guī)則,先固定一個點比如x0=2,這時f(x0)=4。因為對于任意給定的ε>0,令δ為小于ε/5的正數(shù),那么對于(1,3)附近的所有x,只要|x-2|<δ,則必有|f(x)-4|<ε,根據(jù)定義函數(shù)f(x)=x2在x0=2處連續(xù)。因為這個方法可以適用于任何點,因此函數(shù)f(x)=x2在整個數(shù)軸上是連續(xù)的。 我們是通過數(shù)的變化來討論函數(shù)的連續(xù)性的,這涉及了數(shù)本身的連續(xù)性,否則很難表述甚至很難想象一個變量是如何趨近一個給定的常數(shù),很難表述也很難理解符號x→x0的意義。所以,現(xiàn)在出現(xiàn)了一個更加本質(zhì)的問題:數(shù)軸上到底有哪些數(shù)?這些數(shù)是否是連續(xù)不斷的?如何來表示這些數(shù)? 這個問題我們將在以后的《實數(shù)理論的建立》來討論。 |
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