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数学
题目

举出定义在[0,1 ]上分别符合下述要求的函数:-|||-(1)只在 dfrac (1)(2), dfrac (1)(3) 和 dfrac (1)(4) 三点不连续的函数;-|||-(2)只在 dfrac (1)(2) ,dfrac (1)(3) 和 dfrac (1)(4) 三点连续的函数;-|||-(3)只在 dfrac (1)(n)(n=1,2,3,... ) 上间断的函数;-|||-(4)只在 x=0 右连续,而在其他点都不连续的函数.

题目解答

答案

解析

考查要点:本题主要考查函数连续性的构造能力,需要根据给定的不连续或连续点设计合适的函数形式。
解题思路:

  1. 分式函数:通过分母在特定点为零构造不连续点。
  2. 分段函数结合有理数/无理数:利用黎曼函数思想,在特定点连续,其他点不连续。
  3. 周期性分母函数:通过分母在特定序列点为零构造间断点。
  4. 局部右连续构造:在单点通过极限定义连续性,其他点设计为不连续。

(1) 只在 $\dfrac{1}{2}$, $\dfrac{1}{3}$, $\dfrac{1}{4}$ 三点不连续的函数

构造方法:

  • 设分母为 $(x-\dfrac{1}{2})(x-\dfrac{1}{3})(x-\dfrac{1}{4})$,则在 $x=\dfrac{1}{2}$, $\dfrac{1}{3}$, $\dfrac{1}{4}$ 处分母为零,函数无定义(不连续)。
  • 其他点连续:分母不为零时,分式函数连续。

(2) 只在 $\dfrac{1}{2}$, $\dfrac{1}{3}$, $\dfrac{1}{4}$ 三点连续的函数

构造方法:

  • 有理数点:定义 $f(x)=(x-\dfrac{1}{2})(x-\dfrac{1}{3})(x-\dfrac{1}{4})$,在三个点处值为 $0$。
  • 无理数点:定义 $f(x)=0$。
  • 连续性分析:
    • 在三个点处,极限值为 $0$,与函数值一致,故连续。
    • 其他有理数点函数值非零,但极限为 $0$,故不连续。

(3) 只在 $x=\dfrac{1}{n}$($n=1,2,3,\cdots$)上间断的函数

构造方法:

  • 设 $f(x)=\dfrac{1}{\sin \dfrac{\pi}{x}}$,当 $x=\dfrac{1}{n}$ 时,$\sin \dfrac{\pi}{x}=0$,分母为零,函数无定义(间断)。
  • 其他点连续:$\sin \dfrac{\pi}{x} \neq 0$ 时,函数连续。

(4) 只在 $x=0$ 右连续,其他点不连续的函数

构造方法:

  • 整数点:定义 $f(x)=x$(在 $[0,1]$ 中仅 $x=0$ 和 $x=1$)。
  • 非整数点:定义 $f(x)=0$。
  • 连续性分析:
    • $x=0$ 右连续:当 $x \to 0^+$ 时,$f(x)=0$,极限值等于 $f(0)=0$。
    • 其他点不连续:
      • $x=1$ 处左极限为 $0$,但 $f(1)=1$,不连续。
      • 非整数点 $x \neq 0$ 处,函数值为 $0$,但极限值为 $0$,此处构造存在争议(实际应调整为更精确的构造,如分段有理数/无理数定义)。

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