证明sin(x^2) 是连续的,有界,但不是一致连续。
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证明:
连续
易知函数y=sin(x²)的定义域为R,因此:
∀x∈R,当△x是以x0为领域的微小变量时,因变量的增量为:
△y
=sin[(x+△x)²] - sin(x²)
=-2cos{[(x+△x)²+x²]/2}·sin{[(x+△x)²-x²]/2}
=-2cos{[x²+△x²+2x△x+x²]/2}·sin{[x²+△x²+2x△x-x²]/2}
=-2cos{[2x²+△x²+2x△x]/2}·sin{[△x²+2x△x]/2}
显然,当△x→0时,(△x²+2x△x)/2 →0,即:
lim(△x→0) △y
=lim(△x→0) -2cosx²·sin0
=0
因此,原函数在定义域R中连续
考察函数y=sinx可知,该函数有界,同理,
函数y=sin(x²)有界,且:
|sin(x²)|≤1
一致连续
函数y=sin(x²)的一阶导数:
y'=2xcos(x²)
显然,其一阶函数y'=2xcos(x²)在R上是无界函数,因此函数y=sin(x²)在R上非一致连续
连续
易知函数y=sin(x²)的定义域为R,因此:
∀x∈R,当△x是以x0为领域的微小变量时,因变量的增量为:
△y
=sin[(x+△x)²] - sin(x²)
=-2cos{[(x+△x)²+x²]/2}·sin{[(x+△x)²-x²]/2}
=-2cos{[x²+△x²+2x△x+x²]/2}·sin{[x²+△x²+2x△x-x²]/2}
=-2cos{[2x²+△x²+2x△x]/2}·sin{[△x²+2x△x]/2}
显然,当△x→0时,(△x²+2x△x)/2 →0,即:
lim(△x→0) △y
=lim(△x→0) -2cosx²·sin0
=0
因此,原函数在定义域R中连续
考察函数y=sinx可知,该函数有界,同理,
函数y=sin(x²)有界,且:
|sin(x²)|≤1
一致连续
函数y=sin(x²)的一阶导数:
y'=2xcos(x²)
显然,其一阶函数y'=2xcos(x²)在R上是无界函数,因此函数y=sin(x²)在R上非一致连续
北京埃德思远电气技术咨询有限公司
2023-08-25 广告
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2) ∈(-∞,+∞),有
|x1 - x2| = sqrt(2kπ+π/2) - sqrt(2kπ)
= (π/2)/[sqrt(2kπ+π/2) + sqrt(2kπ)]
< (π/2)/[2*sqrt(2kπ)] =……< δ,
但
|sin[(x1)^2] - sin[(x2)^2]| = |sin(2k π) - sin (2kπ+π/2)| = 1 > ε0,
此即证得f(x)=sin(x^2)在(‐∞,+∞)上是非一致连续.
|x1 - x2| = sqrt(2kπ+π/2) - sqrt(2kπ)
= (π/2)/[sqrt(2kπ+π/2) + sqrt(2kπ)]
< (π/2)/[2*sqrt(2kπ)] =……< δ,
但
|sin[(x1)^2] - sin[(x2)^2]| = |sin(2k π) - sin (2kπ+π/2)| = 1 > ε0,
此即证得f(x)=sin(x^2)在(‐∞,+∞)上是非一致连续.
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