Определение 1. Функция
называется непрерывной в точке
, если выполняются следующие три условия:
1) функция
определена в точке
, т.е.
;
2) существует
;3)
.
Если в точке
нарушено хотя бы одно из условий 1–3, то функция называется разрывной в точке
, а точка
– точкой разрыва.
Определение 2 (по Коши). Функция
называется непрерывной в точке
, если для любого заданного числа
можно найти такое число
(зависящее от
и
), что для всех
, для которых
, выполняется неравенство
.
Символическая запись:
непрерывна в точке
.
Пусть
– приращение аргумента, а
– приращение функции в точке
. При фиксированном
приращение
является функцией аргумента
. Можно дать еще одно определение непрерывности функции в терминах приращений.
Определение 3. Функция
называется непрерывной в точке
, если бесконечно малому приращению аргумента
соответствует бесконечно малое приращение функции
.
Определение 3. Функция
называется непрерывной в точке
, если бесконечно малому приращению аргумента
соответствует бесконечно малое приращение функции
.
Теорема РолляПусть функция
удовлетворяет следующим условиям на отрезке
:
определена и непрерывна на
;
дифференцируема на
;
. Тогда существует, по крайней мере, одна точка
, такая, что
.
Теорема 2 (Лагранжа) Если функция
непрерывна на отрезке
и дифференцируема на интервале
, то существует, по крайней мере, одна точка
такая, что
.
Теорема Лагранжа называется также теоремой о конечных приращениях, а приведенная формула – формулой Лагранжа. Часто используется следующая запись формулы Лагранжа:
,
.
Если в формуле Лагранжа положить
, получим теорему Ролля, т. е. теорема Ролля является частным случаем теоремы Лагранжа. Положим в формуле Лагранжа
,
. Тогда она примет вид
, где
.
Данная формула связывает приращения аргумента и функции, поэтому ее называют формулой конечных приращений. Данная формула дает точное выражение приращения функции через вызвавшее его приращение аргумента в отличие от дифференциала функции, который определяет приближенное значение приращения функции:
. В приближенных вычислениях приращение функции заменяют чаще дифференциалом, т.е. полагают
. Формула Лагранжа применяется реже, так как для ее использования необходимо указать точку
, что, вообще говоря, не всегда удается.
Теорема 3 (Коши) Пусть функции
и
удовлетворяют следующим условиям: непрерывны на отрезке
; дифференцируемы в интервале
, причем
. Тогда существует, по крайней мере, одна точка
, такая, что
.
Если положить в формуле Коши
, то все условия теоремы Коши будут выполнены, и формула Коши
«перейдет» в формулу Лагранжа
. Таким образом, теорема Лагранжа является частным случаем теоремы Коши