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描述函数连续性的六大定理?

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关于函数连续性的六大定理,综合搜索结果整理如下:

一、介值定理(零点定理的延伸)

若函数 $f(x)$ 在闭区间 $[a, b]$ 上连续,且 $f(a) \neq f(b)$,则对于任意介于 $f(a)$ 与 $f(b)$ 之间的值 $C$,在开区间 $(a, b)$ 内至少存在一点 $c$,使得 $f(c) = C$。

二、最值定理

若函数 $f(x)$ 在闭区间 $[a, b]$ 上连续,则 $f(x)$ 在该区间上必定存在最大值和最小值。

三、罗尔定理

若函数 $f(x)$ 在闭区间 $[a, b]$ 上连续,在开区间 $(a, b)$ 内可导,且 $f(a) = f(b)$,则至少存在一点 $c \in (a, b)$,使得 $f'(c) = 0$。

四、拉格朗日中值定理

若函数 $f(x)$ 在闭区间 $[a, b]$ 上连续,在开区间 $(a, b)$ 内可导,则存在一点 $c \in (a, b)$,使得

$$f'(c) = \frac{f(b) - f(a)}{b - a}$$。

五、一致连续性

若函数 $f(x)$ 在区间 $I$ 上连续,则对于任意正数 $\varepsilon$,存在正数 $\delta$,使得当 $|x_1 - x_2| < \delta$ 时,有 $|f(x_1) - f(x_2)| < \varepsilon$。一致连续是连续的加强条件,但连续不一定一致连续。

六、连续函数的性质(补充)

运算性质:

有限个连续函数经过有限次四则运算(和、差、积、商)后仍连续。

反函数性质:

连续单调函数的反函数也连续。

复合函数性质:

连续函数的复合函数仍连续。

:部分定理如介值定理、罗尔定理等可通过反证法证明,例如证明闭区间上连续函数的最值定理时,假设不存在最值点,导出矛盾。