Calculo
*Funciones definidas por intervalos:
La funciones definidaspara distintos intervalos de x, puede ser discontinua en los puntos de cambio de intervalo, como por ejemplo:
La Función parte entera de x, E(x), donde E(x) es el mayor número entero inferior o igual a x, tal que:
E(x) ≤ x < E(x) + 1.
Su curva es una sucesión de segmentos horizontales a distintas alturas. Esta función no es continua en los enteros, pues los límites a la izquierda y a laderecha difieren de uno, pero es continua en los segmentos abiertos (n, n+1) donde es constante.
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Continuidad | f(x)=x2 |
Intuitivamente, la continuidad significa que un pequeño cambio en la variable x implica sólo un pequeño cambio en el valor de f(x), es decir, la gráfica consiste de un sólo trozo de curva. | | f(x)=sgn x |
En contraste, una gráfica como la de la función f(x) = sgn x(signo de x) que consiste de pedazos de curva separados por un vacío en una abcisa exhibe allí una discontinuidad.La continuidad de la función f(x) para un valor a significa que f(x) difiere arbitrariamente poco del valor f(a) cuando x está suficientemente cerca de a.Expresemos esto en términos del concepto de límite...DefiniciónContinuidadUna función f(x) es continua en un punto asi limx->af(x) = f(a).Nota: observar que debe existir f(a) y debe existir el limx->a f(x) y debe ser igual a f(a).Ejemplos de discontinuidad | f(x)= 1/x2
Discontinua en x=0 (No existe f(0)) |
| | f(x) = x2 si x <= 2
2x - 4 si x > 2
Discontinua en x=2.
Si bien existe f(2), no existe limx->2f(x), pues limx->2-f(x)=4 y limx->2+f(x)=0 |
Sin embargo, si miramos lafunción para x próximos a 2 pero menores, e ignoramos los x mayores que 2, la función es continua en 2 "por la izquierda".DefiniciónContinuidad por la izquierdaUna función f(x) es continua por la izquierda en el punto a si existe f(a) y limx->a-f(x) = f(a).DefiniciónContinuidad por la derechaUna función f(x) es continua por la derecha en el punto a si existe f(a) y limx->a+f(x) = f(a).La funciónanterior es continua por la izquierda en x=2, pero no por la derecha.DefiniciónContinuidad en un intervalo cerrado [a,b]Una función f(x) es continua en un intervalo cerrado [a,b] si:
f es continua en a por la derecha
f es continua en b por la izquierda
f es continua en x, para todo x perteneciente al intervalo abierto (a,b)Clasificación de discontinuidadesEvitableCaso A:No existe f(a) peroexiste limx->af(x).Ejemplo: | | f(x)= e-1/x2 + 2 |
No existe f(0) pues anula un denominador.limx->0-f(x) = limx->0+f(x) = 2 o sea limx->0f(x)=2Podemos extender la definición de la función, asignándole en el punto a el valor del límite, con lo cual la función se torna continua. Por ello este tipo de discontinuidad se denomina evitable.Caso B:Existe f(a) y existe limx->af(x)=b perob≠f(a).
(Existe f(a) pero es distinto al valor del límite).Ejemplo: | | f(x) = x2 si x≠2
8 si x=2 |
f(2) = 8
limx->2 f(x) = 4Asignándole a la función el valor 4 en x=2, se elimina la discontinuidad.No evitable1ª especie:limx->a-f(x) ≠ limx->a+f(x).
(Los límites laterales son distintos).Ejemplo: | | f(x) = x/(x - 2) |
limx->2-f(x) = -inf
limx->2+f(x) = +inf2ªespecie:No existe limx->a-f(x) o no existe limx->a+f(x).
(No existe por lo menos uno de los límites laterales).Ejemplo: | | ______ f(x) = \|x2 - 4 |
En x=-2 y x=2 la función presenta discontinuidades no evitables de 2ª especie. No existe limx->-2+f(x) y no existe limx->2-f(x).Operaciones con funciones continuasSi f y g son funciones...
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