12.3: Mwendelezo
Arizona inajulikana kwa joto lake kavu. Katika siku fulani, joto inaweza kupanda kama juu kama118∘F na kushuka chini tu kwa95∘F. Kielelezo brisk12.3.1 inaonyesha kaziT, ambapo pato laT(x) ni joto katika digrii Fahrenheit na pembejeox ni wakati wa siku, kutumia saa 24 saa juu ya hasa majira ya siku.
Kielelezo12.3.1: Joto kama kazi ya muda hufanya kazi inayoendelea.
Tunapochambua grafu hii, tunaona tabia maalum. Hakuna mapumziko katika grafu. Tunaweza kufuatilia grafu bila kuokota penseli yetu. Uchunguzi huu single inatuambia mpango mkubwa kuhusu kazi. Katika sehemu hii, tutachunguza kazi na bila mapumziko.
Kuamua Kama Kazi Inaendelea kwa Nambari
Hebu fikiria mfano maalum wa joto kwa suala la tarehe na mahali, kama vile Juni 27, 2013, huko Phoenix, AZ. Grafu katika Kielelezo12.3.1 inaonyesha kwamba, saa 2 asubuhi, joto lilikuwa96∘F. By 2 p.m. joto alikuwa imeongezeka116∘F, na kwa saa 4 p.m. ilikuwa118∘F. Wakati mwingine kati ya 2 a.m. na 4 p.m., joto nje lazima kuwa hasa110.5∘F. Kwa kweli, joto lolote kati96∘F na118∘F lilitokea wakati fulani siku hiyo. Hii inamaanisha namba zote halisi katika pato kati96∘F na118∘F zinazalishwa wakati fulani na kazi kulingana na theorem ya thamani ya kati,
Angalia tena kwenye Kielelezo12.3.1. Hakuna mapumziko katika grafu ya kazi kwa kipindi hiki cha saa 24. Kwa wakati wowote joto haliacha kuwepo, wala hapakuwa na hatua ambayo joto lilipuka mara moja na digrii kadhaa. Kazi isiyo na mashimo au mapumziko katika grafu yake inajulikana kama kazi inayoendelea. Joto kama kazi ya muda ni mfano wa kazi inayoendelea.
Ikiwa joto linawakilisha kazi inayoendelea, ni aina gani ya kazi haiwezi kuendelea? Fikiria mfano wa dola walionyesha kama kazi ya masaa ya maegesho. Hebu kujenga kaziD, ambapoD(x) ni pato anayewakilisha gharama katika dola kwa ajili ya maegeshox idadi ya masaa (Kielelezo12.3.2).
Tuseme maegesho karakana mashtaka $4.00 kwa saa au sehemu ya saa, kwa $25 kwa siku malipo ya kiwango cha juu. Park kwa saa mbili na dakika tano na malipo ni $12. Park saa ya ziada na malipo ni $16. Hatuwezi kamwe kushtakiwa $13, $14, au $15. Kuna idadi halisi kati ya 12 na 16 kwamba kazi kamwe matokeo. Kuna mapumziko katika grafu ya kazi kwa kipindi hiki cha saa 24, pointi ambayo bei ya maegesho inaruka mara moja na dola kadhaa.

Kazi ambayo inabakia ngazi kwa muda na kisha inaruka mara moja kwa thamani ya juu inaitwa kazi ya hatua kwa hatua. Kazi hii ni mfano.
Kazi ambayo ina shimo lolote au kuvunja katika grafu yake inajulikana kama kazi ya kuacha. Kazi ya hatua kwa hatua, kama vile mashtaka ya maegesho ya karakana kama kazi ya masaa yaliyowekwa, ni mfano wa kazi ya kuacha.
Hivyo jinsi gani tunaweza kuamua kama kazi ni kuendelea katika idadi fulani? Tunaweza kuangalia hali tatu tofauti. Hebu kutumia kaziy=f(x) kuwakilishwa katika Kielelezo kama mfano.


Hali 3 Kwa mujibu wa Hali 3, sambamba y y kuratibu katikax=a hujaza shimo katika grafu yaf. Hii imeandikwalimx→af(x)=f(a).
Kutosheleza hali zote tatu inamaanisha kuwa kazi inaendelea. Masharti yote matatu ni kuridhika kwa ajili ya kazi kuwakilishwa katika Kielelezo hivyo kazi ni kuendelea kamax=a.
Masharti yote matatu yanatidhika. kazi ni kuendelea katikax=a.
Kielelezo kupitia Kielelezo kutoa mifano kadhaa ya grafu ya kazi ambazo si kuendelea katikax=a na hali au hali ambayo kushindwa.
Hali ya 2 imeridhika. Masharti 1 na 3 wote wanashindwa.
Masharti ya 1 na 2 ni wote kuridhika. Hali 3 inashindwa.
Hali ya 1 imeridhika. Masharti 2 na 3 kushindwa.
Masharti ya 1, 2, na 3 yote yanashindwa.
Ufafanuzi wa kuendelea
kazif(x) ni kuendelea katikax=a zinazotolewa zote tatu ya masharti yafuatayo kushikilia kweli:
- Hali ya 1:f(a) ipo.
- mode 2:limx→af(x) ipo katikax=a.
- Hali ya 3:limx→af(x)=f(a)
Kama kazif(x) si kuendelea katikax=a, kazi ni discontinuous katikax=a.
Kutambua kukomesha Rukia
Kuondoka kunaweza kutokea kwa njia tofauti. Tuliona katika sehemu iliyopita kwamba kazi inaweza kuwa na kikomo cha mkono wa kushoto na kikomo cha mkono wa kulia hata kama si sawa. Kama kushoto- na kulia mipaka zipo lakini ni tofauti, grafu “anaruka” katikax=a. Kazi inasemekana kuwa na kuacha kuruka.
Kwa mfano, angalia grafu ya kaziy=f(x) katika Kielelezo. Angalia kamax mbinua jinsi pato inakaribia maadili tofauti kutoka kushoto na kutoka kulia.
Grafu ya kazi na kuacha kuruka.
KURUKA KUACHA
kazif(x) ina kuruka discontinuity katikax=a kama kushoto- na mkono wa kulia mipaka zote zipo lakini si sawa:limx→a−f(x)≠limx→a+f(x)
Kutambua Kuondolewa Kuondolewa
Baadhi ya kazi na discontinuity, lakini inawezekana kufafanua upya kazi katika hatua hiyo ili kufanya hivyo kuendelea. Aina hii ya kazi inasemekana kuwa na discontinuity inayoondolewa. Hebu tuangalie kaziy=f(x) iliyowakilishwa na grafu katika Kielelezo. Kazi ina kikomo. Hata hivyo, kuna shimo katikax=a. Shimo linaweza kujazwa kwa kupanua kikoa ili kuingiza pembejeox=a na kufafanua pato linalofanana la kazi kwa thamani hiyo kama kikomo cha kazix=a.
Grafu ya kazif na discontinuity removable katikax=a.
kukomesha kutolewa
kazi f (x) f (x) ina discontinuity kutolewa katikax=a kama kikomo,limx→af(x), ipo, lakini ama
- f(a)haipo au
- f(a), thamani ya kazi katikax=a haina sawa na kikomo,f(a)≠limx→af(x).
Mfano12.3.1: Identifying Discontinuities
Kutambua discontinuities wote kwa ajili ya kazi zifuatazo kama ama kuruka au discontinuities kutolewa.
- f(x)=x2−2x−15x−5
- g(x)={x+1,x<2−x,x≥2
- Kumbuka kwamba kazi hufafanuliwa kila mahali isipokuwa saax=5.
Hivyo,f(5) haipo, Hali 2 si kuridhika. Kwa kuwa Hali ya 1 imeridhika, kikomo kamax mbinu 5 ni 8, na Hali ya 2 haijatoshi.Hii inamaanisha kuwa kuna kutokuwepo kwa kutolewax=5.
- Hali ya 2 imeridhika kwa sababug(2)=−2.
Kumbuka kwamba kazi ni kazi ya kipande, na kwa kila kipande, kazi inafafanuliwa kila mahali kwenye uwanja wake. Hebu tuchunguze Hali 1 kwa kuamua kushoto- na mipaka ya mkono wa kulia kamax mbinu 2.
Kikomo cha mkono wa kushoto:limx→2−(x+1)=2+1=3. Kikomo cha mkono wa kushoto kipo.
Mkono wa kulia kikomo:limx→2+(−x)=−2. Kikomo cha mkono wa kulia kipo. Lakini
limx→2−f(x)≠limx→2+f(x).
Kwa hivyo,limx→2f(x) haipo, na Hali ya 2 inashindwa: Hakuna kuacha kutolewa. Hata hivyo, tangu wote kushoto- na mipaka ya mkono wa kulia zipo lakini si sawa, hali ni kuridhika kwa kuruka kuacha katikax=2.
Zoezi12.3.1:
Kutambua discontinuities wote kwa ajili ya kazi zifuatazo kama ama kuruka au discontinuities kutolewa.
- f(x)=x2−6xx−6
- g(x)={√x,0≤x<42x,x≥4
- kukomesha kutolewa katikax=6;
- kuruka kuachax=4
Kutambua Kazi za Nambari halisi za Kuendelea na zisizoendelea
Kazi nyingi ambazo tumekutana katika sura za awali zinaendelea kila mahali. Hawana shimo ndani yao, na hawajawahi kuruka kutoka thamani moja hadi ijayo. Kwa wote wa kazi hizi, kikomo chaf(x) kamax mbinu a ni sawa na thamani yaf(x) wakatix=a. Hivyolimx→af(x)=f(a). Kuna baadhi ya kazi ambazo zinaendelea kila mahali na baadhi ambazo zinaendelea tu ambapo zinaelezwa kwenye uwanja wao kwa sababu hazifafanuliwa kwa namba zote halisi.
MIFANO YA KAZI ZINAZOENDELEA
Kazi zifuatazo zinaendelea kila mahali:
Kazi nyingi | Ex:f(x)=x4−9x2 |
Kazi za kielelezo | Ex:f(x)=4x+2−5 |
Sine kazi | Ex:f(x)=sin(2x)−4 |
Kazi za Cosine | Ex:f(x)=− \cos (x+\frac{π}{3}) |
Kazi zifuatazo zinaendelea kila mahali zinafafanuliwa kwenye uwanja wao:
Kazi za Logarithmic | Ex:f(x)=2 \ln (x), x>0 |
Tangent kazi | Ex:f(x)= \tan (x)+2, x≠ \frac{π}{2}+kπ, k ni integer |
Kazi za busara | Ex:f(x)=\frac{x^2−25}{x−7}, x≠7 |
jinsi ya:Kutokana na kazif(x), determine if the function is continuous at x=a.
- Angalia Hali 1:f(a) ipo.
- Angalia Hali 2:\lim \limits_{x \to a} f(x) ipo katikax=a.
- Angalia Hali 3:\lim \limits_{x \to a} f(x)=f(a).
- Kama hali zote tatu ni kuridhika, kazi ni kuendelea katikax=a. Kama moja ya masharti si kuridhika, kazi si kuendelea katikax=a.
Mfano\PageIndex{2}: Determining Whether a Piecewise Function is Continuous at a Given Number
Kuamua kama kazif(x)= \begin{cases} 4x, & x≤3 \\ 8+x, & x>3 \end{cases} inaendelea
- x=3
- x=\frac{8}{3}
Kuamua kama kazif ni kuendelea katikax=a, sisi kuamua kama hali tatu ya kuendelea ni kuridhika katikax=a.
- Hali ya 1: Je,f(a) zipo?
\begin{align} f(3)=4(3)=12 \\ ⇒ \text{Condition 1 is satisfied.} \end{align}
Hali 2: Je,\lim \limits_{x \to 3} f(x) zipo?
Kwa upande wa kushoto wax=3, f(x)=4x; kulia wax=3, f(x)=8+x. Tunahitaji kutathmini kushoto- na mipaka ya mkono wa kulia kamax mbinu 1.
- Kikomo cha mkono wa kushoto:\lim \limits_{x \to 3^−} f(x)= \lim \limits_{x \to 3^−} 4(3)=12
- Kikomo cha mkono wa kulia:\lim \limits_{x \to 3^+} f(x)= \lim \limits_{x \to 3^+}(8+x)=8+3=11
Kwa sababu\lim \limits_{x \to 1^−} f(x)≠ \lim \limits_{x \to 1^+} f(x), \lim \limits_{x \to 1} f(x) haipo.
⇒ \text{Condition 2 fails.}
Hakuna haja ya kuendelea zaidi. hali 2 inashindwa katikax=3. Kama yoyote ya masharti ya mwendelezo si kuridhika katikax=3, kazif(x) si kuendelea katikax=3.
- x=\frac{8}{3}
Hali ya 1: Je,f(\frac{8}{3}) zipo?
\begin{align} f(\frac{8}{3})=4(\frac{8}{3})=\frac{32}{3} \\ ⇒\text{Condition 1 is satisfied.} \end{align}
Hali 2: Je,\lim \limits_{x \to \frac{8}{3}} f(x) zipo?
Kwa upande wa kushoto wax=\frac{8}{3},f(x)=4x; na haki yax=\frac{8}{3}, f(x)=8+x. Tunahitaji kutathmini mipaka ya kushoto na ya kulia kamax mbinu\frac{8}{3}.
- Kikomo cha mkono wa kushoto:\lim \limits_{x \to \frac{8}{3}^−} f(x)= \lim \limits_{x \to \frac{8}{3}^−} 4(\frac{8}{3})=\frac{32}{3}
- Kikomo cha mkono wa kulia:\lim \limits_{x \to \frac{8}{3}^+} f(x)= \lim \limits_{x \to \frac{8}{3}^+} (8+x)=8+\frac{8}{3}=\frac{32}{3}
Kwa sababu\lim \limits_{x \to \frac{8}{3}} f(x) ipo,
⇒ \text{Condition 2 is satisfied.}
Hali 3: Jef(\frac{8}{3})=\lim \limits_{x \to \frac{8}{3}} f(x)?
\begin{align} f(\frac{32}{3})=\frac{32}{3}=\lim \limits_{x \to \frac{8}{3}} f(x) \\ ⇒ \text{Condition 3 is satisfied.} \end{align}
Kwa sababu hali zote tatu za mwendelezo ni kuridhika katikax=\frac{8}{3}, kazif(x) ni kuendelea katikax=\frac{8}{3}.
Zoezi\PageIndex{2}:
Kuamua kama kazif(x)= \begin{cases} & \frac{1}{x}, && x≤2 \\ & 9x−11.5, && x>2 \end{cases} inaendeleax=2.
ndiyo
Mfano\PageIndex{3}: Determining Whether a Rational Function is Continuous at a Given Number
Kuamua kama kazif(x)=\frac{x^2−25}{x−5} inaendeleax=5.
Kuamua kama kazif inaendeleax=5, tutaamua ikiwa hali tatu za kuendelea zinaridhikax=5.
Hali ya 1:
\begin{align} f(5) \text{ does not exist.} \\ ⇒ \text{Condition 1 fails.} \end{align}
Hakuna haja ya kuendelea zaidi. hali 2 inashindwa katikax=5. Kama yoyote ya masharti ya mwendelezo si kuridhika katikax=5, kazi f f si kuendelea katikax=5.
Uchambuzi
Angalia Kielelezo. Kumbuka kwamba kwa Hali 2 tuna
\begin{align} \lim \limits_{x \to 5} \dfrac{x^2−25}{x−5} &= \lim \limits_{x \to 3} \dfrac{\cancel{(x−5)}(x+5)}{\cancel{x−5}} \\ &= \lim \limits_{x \to 5}(x+5) \\ &=5+5=10 \\ &⇒ \text{Condition 2 is satisfied.} \end{align}
Katika x=5, x=5, kuna discontinuity removable. Angalia Kielelezo.
Zoezi\PageIndex{3}:
Kuamua kama kazif(x)=\frac{9−x^2}{x^2−3x} inaendeleax=3. Ikiwa sio, sema aina ya kuacha.
Hapana, kazi haiendeleix=3. Kuna discontinuity removable katikax=3.
Kuamua Maadili ya Pembejeo ambayo Kazi Inakoma
Sasa kwa kuwa tunaweza kutambua kazi zinazoendelea, kuruka discontinuities, na discontinuities zinazoondolewa, tutaangalia kazi ngumu zaidi ili kupata discontinuities. Hapa, sisi kuchambua kazi piecewise kuamua kama idadi yoyote halisi zipo ambapo kazi si kuendelea. Kazi ya kipande inaweza kuwa na discontinuities kwenye pointi za mipaka ya kazi na pia ndani ya kazi zinazoifanya.
Kuamua idadi halisi ambayo kazi ya kipande inayojumuisha kazi ya polynomial haiendelei, kumbuka kwamba kazi za polynomial wenyewe zinaendelea kwenye seti ya namba halisi. Discontinuity yoyote itakuwa katika pointi mipaka. Hivyo tunahitaji kuchunguza hali tatu ya mwendelezo katika pointi mipaka ya kazi piecewise.
jinsi ya: Kutokana na kazi piecewise, kuamua kama ni kuendelea katika pointi mipaka
- Kwa kila hatuaa ya mipaka ya kazi piecewise, kuamua kushoto- na mipaka ya mkono wa kuliaa, kamax mbinu pamoja na thamani ya kazi katikaa.
- Angalia kila hali kwa kila thamani kuamua kama hali zote tatu ni kuridhika.
- Kuamua kama kila thamani inatimiza hali 1:f(a) ipo.
- Kuamua kama kila thamani inatimiza hali 2:\lim \limits_{x \to a} f(x) ipo.
- Kuamua kama kila thamani inatimiza hali 3:\lim \limits_{x \to a} f(x)=f(a).
- Kama hali zote tatu ni kuridhika, kazi ni kuendelea katikax=a. Ikiwa mojawapo ya masharti inashindwa, kazi haiendeleix=a.
Mfano\PageIndex{4}: Determining the Input Values for Which a Piecewise Function Is Discontinuous
Kuamua kama kazi f f ni discontinuous kwa idadi yoyote halisi.
fx= \begin{cases} x+1, &x<2 \\ 3, &2≤x<4 \\ x^2−11, & x≥4 \end{cases}
Uchambuzi
Angalia Kielelezo. Katikax=4, kuna kuacha kuruka. Kumbuka kwamba kazi ni kuendelea katikax=2.
Grafu inaendeleax=2 but shows a jump discontinuity at x=4.
Zoezi\PageIndex{4}:
Tambua ambapo kazi hiyof(x)= \begin{cases} \frac{πx}{4}, &x<2 \\ \frac{π}{x}, & 2≤x≤6 \\ 2πx, &x>6 \end{cases} imekoma.
x=6
Kuamua Kama Kazi Inaendelea
Kuamua kama kazi ya kipande ni ya kuendelea au kuacha, pamoja na kuangalia pointi za mipaka, lazima pia tuangalie kama kila kazi zinazofanya kazi ya kipande kinaendelea.
jinsi ya: Kutokana na kazi piecewise, kuamua kama ni kuendelea.
- Kuamua kama kila kazi ya sehemu ya kazi ya kipande ni kuendelea. Ikiwa kuna discontinuities, je, hutokea ndani ya uwanja ambapo kazi hiyo ya sehemu inatumiwa?
- Kwa kila hatuax=a ya mipaka ya kazi piecewise, kuamua kama kila moja ya hali tatu kushikilia.
Mfano\PageIndex{5}: Determining Whether a Piecewise Function Is Continuous
Kuamua kama kazi hapa chini inaendelea. Ikiwa sivyo, sema eneo na aina ya kila kuacha.
fx= \begin{cases} \sin (x), &x<0 \\ x^3, & x>0 \end{cases}
Kazi mbili zinazojumuisha kazi hii ya kipande nif(x)=\sin (x)f(x)=x^3 juux<0 na kuendeleax>0. Kazi ya sine na kazi zote za polynomial zinaendelea kila mahali. Discontinuities yoyote itakuwa katika hatua ya mipaka,
Katikax=0, hebu angalia hali tatu za kuendelea.
Hali ya 1:
\begin{align} f(0) \text{ does not exist.} \\ ⇒ \text{Condition 1 fails.} \end{align}
Kwa sababu hali zote tatu si kuridhika katikax=0, kazif(x) ni discontinuous katikax=0.
Uchambuzi
Angalia Kielelezo. Kuna discontinuity kutolewa katikax=0;\lim \limits_{x \to 0} f(x)=0, hivyo kikomo ipo na ni ya mwisho, lakinif(a) haipo.
Kazi ina discontinuity kutolewa katika 0.
Media
Kupata rasilimali hizi online kwa maelekezo ya ziada na mazoezi na mwendelezo.
Dhana muhimu
- Kazi inayoendelea inaweza kuwakilishwa na grafu bila mashimo au mapumziko.
- Kazi ambayo grafu ina mashimo ni kazi ya kuacha.
- Kazi inaendelea kwa idadi fulani ikiwa hali tatu zinakabiliwa:
- Hali ya 1:f(a) ipo.
- mode 2:\lim \limits_{x \to a} f(x) ipo katikax=a.
- Hali ya 3:\lim \limits_{x \to a} f(x)=f(a).
- Kazi ina kuacha kuruka ikiwa mipaka ya kushoto na ya kulia ni tofauti, na kusababisha grafu “kuruka.”
- Kazi ina discontinuity inayoondolewa ikiwa inaweza kufafanuliwa upya katika hatua yake ya kuacha ili kuifanya kuendelea. Angalia Mfano.
- Kazi zingine, kama vile kazi za polynomial, zinaendelea kila mahali. Kazi nyingine, kama kazi za logarithmic, zinaendelea kwenye uwanja wao. Angalia Mfano na Mfano.
- Kwa kazi ya kipande ili kuendelea kila kipande lazima iendelee kwa sehemu yake ya kikoa na kazi kwa ujumla lazima iendelee kwenye mipaka. Angalia Mfano na Mfano.
faharasa
- kazi inayoendelea
- kazi ambayo haina mashimo au mapumziko katika grafu yake
- kazi ya kukomesha
- kazi ambayo haiendeleix=a
- kuruka kukomesha
- hatua ya kuachaf(x) katika kazix=a ambapo mipaka yote ya kushoto na ya kulia iko, lakini\lim \limits_{x \to a^−} f(x)≠ \lim \limits_{x \to a^+} f(x)
- kukomesha kutolewa
- hatua ya kutokuwepo katika kazif(x) ambapo kazi imekoma, lakini inaweza kufafanuliwa upya ili iendelee