Покажите ошибку в следующем рассуждении: "если для всех x верно f(x+) = f(x-), то функция f непрерывна", приведите контрпример и исправленную формулировку
Ошибка: из равенства односторонних пределов не следует, что их общее значение равно значению функции в этой точке. Нужна ещё проверка совпадения с f(x)f(x)f(x). Контрпример: положим f(x)={0,x≠0,1,x=0.
f(x)=\begin{cases}0,&x\ne0,\\[4pt]1,&x=0.\end{cases} f(x)={0,1,x=0,x=0.
Тогда для любого xxx имеют место одинаковые односторонние пределы: limt→x+f(t)=limt→x−f(t)=0\lim_{t\to x+}f(t)=\lim_{t\to x-}f(t)=0limt→x+f(t)=limt→x−f(t)=0 (включая x=0x=0x=0), но f(0)=1≠0f(0)=1\ne0f(0)=1=0. Следовательно функция разрывна в 000, хотя f(x+)=f(x−)f(x+)=f(x-)f(x+)=f(x−) для всех xxx. Исправленная формулировка: функция fff непрерывна в точке xxx тогда и только тогда, когда существуют односторонние пределы и f(x+)=f(x−)=f(x).
f(x+)=f(x-)=f(x). f(x+)=f(x−)=f(x).
Или эквивалентно: если для всех xxx выполнено limt→xf(t)=f(x)\lim_{t\to x}f(t)=f(x)limt→xf(t)=f(x).
Контрпример: положим
f(x)={0,x≠0,1,x=0. f(x)=\begin{cases}0,&x\ne0,\\[4pt]1,&x=0.\end{cases}
f(x)={0,1, x=0,x=0. Тогда для любого xxx имеют место одинаковые односторонние пределы: limt→x+f(t)=limt→x−f(t)=0\lim_{t\to x+}f(t)=\lim_{t\to x-}f(t)=0limt→x+ f(t)=limt→x− f(t)=0 (включая x=0x=0x=0), но f(0)=1≠0f(0)=1\ne0f(0)=1=0. Следовательно функция разрывна в 000, хотя f(x+)=f(x−)f(x+)=f(x-)f(x+)=f(x−) для всех xxx.
Исправленная формулировка: функция fff непрерывна в точке xxx тогда и только тогда, когда существуют односторонние пределы и
f(x+)=f(x−)=f(x). f(x+)=f(x-)=f(x).
f(x+)=f(x−)=f(x). Или эквивалентно: если для всех xxx выполнено limt→xf(t)=f(x)\lim_{t\to x}f(t)=f(x)limt→x f(t)=f(x).