¿Conoces nuestras clases de matematicas?

Se dice que una función     es continua en un punto     si y sólo si se cumplen las tres condiciones siguientes:

    1. La función     esta  definida en  el punto , o sea, para el punto     existe la imagen  
    1. El límite     de la función     cuando     tiende al punto     existe, por tanto sus límites laterales son iguales, es decir,
  1. El límite     de     cuando     tiende al punto     sea igual al valor     en términos matemáticos esto significa que,

Continuidad lateral

La continuidad lateral en un punto  

  se define de manera similar a la continuidad en un punto, la diferencia es que aquí solo necesitamos que uno de los límites laterales existan. Así, podemos dividir la continuidad lateral en dos casos, continuidad por la izquierda y continuidad por la derecha.

Continuidad por la izquierda

Una función     es continua por la izquierda en el punto     si se cumplen las tres condiciones siguientes:

    1. La función      esta  definida en  el punto    , es decir, para el punto     existe la imagen  
    1. El límite  por la izquierda     de     cuando     tiende al punto     por la izquierda existe. Esto es,
  1. El límite     de la función     cuando     tiende al punto     por la izquierda sea igual al valor     o sea,

Continuidad por la derecha

Una función     es continua por la derecha en el punto   si se cumplen las tres condiciones siguientes:

    1. La función     esta  definida en  el punto    , es decir, para el punto     existe la imagen   .
    1. El límite  por la izquierda     de la función     cuando     tiende al punto     por la derecha existe.
  1. El límite     de     cuando     tiende al punto     por la derecha sea igual al valor     o sea,

Continuidad de funciones

Existen varios tipos de funciones continuas, tales como, funciones continuas en todos los punto de su dominio o funciones continuas en solo algunos trozos de su dominio. Algunos ejemplos de funciones continuas en todos los puntos de su dominio son las funciones polinómicas, racionales, con radicales, exponenciales, logarítmicas y trigonométricas.  Los siguientes son casos particulares de la situación anteriormente descrita.

Funciones definidas a trozos

Las funciones definidas a trozos son el principal caso de funciones que cumplen con ser continuas solo en algunos trozos o intervalos de su dominio. Un ejemplo de función a trozos es la siguiente

Podemos estudiar este tipo de funciones como funciones, que a su vez, se encuentran definidas por otras funciones. En el ejemplo anterior esto significaría que  

  está definida a través de las funciones constante

en el intervalo o trozo  

  la identidad en  

  y la función constante  

  en  

Bajo este contexto, una función a trozos será continua si cada función es continua en su intervalo de definición, y además son continuas en los puntos de división de los intervalos, esto implica que deben coincidir sus límites laterales. O sea, si quisieramos mostrar la continudad de  

  habríamos de verificar la continuidad de la función constante  

  dentro del intervalo  

  (incluyendo la continuidad en el extremo 1), la identidad dentro de  

  (incluyendo la continuidad en el extremo 3) y la función constante  

  en

Operaciones con funciones continuas

Es importante notar que, a partir de funciones continuas dadas, podemos generar otras funciones continuas. Esto lo podemos hacer a través de las operaciones básicas con funciones, las cuales son suma, resta, multiplicación, división y composición.  Las condiciones para verificar la continuidad en estas combinaciones son las siguientes

Si     y     son continuas en    , entonces:

    1.   es continua en   .
    1.   es continua en   .
    1.   es continua en   .
    1. Si     entonces es continua en   .
  1.   es continua en   .

Por ejemplo, las funciones  

  y  

  son continuas en todos los puntos de su dominio. Entonces las funciones

son continuas. Y además, cuando  

  se sigue que  

  también es continua.

Tipos de discontinuidad

Hay funciones que tienen puntos donde no cumplen con la definición de continuidad, a estos puntos los llamamos puntos de discontinuidad. Es importante recalcar que hay varios tipos de discontinuidad y a continuación los estudiaremos.

Discontinuidad evitable

La discontinuidad evitable de una función  

  en un punto  

  se presenta cuando el límite siguiente existe

Esto significa que la discontinuidad se presenta cuando algo pasa con la imagen de punto  

   Podemos distinguir entre dos tipos.

Tipos

1. La función no está definida en    

Esto significa que el valor  

  no existe. Esta discontinuidad la podemos remover definiendo un valor para  

y dicho valor debe ser igual al límite de  

  cuando  

  tiende  

  es decir,

2. La imagen no coincide con el límite.

En este caso tenemos que el valor  

  existe y también el valor  

  pero ambos valores no coinciden. La manera de evitar esta discontinuidad es redefiniendo el valor de  

  de tal forma que el nuevo valor sea  igual al limite de  

  cuando  

  tiende  

  o sea,

Discontinuidad inevitable

Una discontinuidad es inevitable o de primera especie si existen los límites laterales en     pero son distintos. Equivalentemente,

En esta clase de discontinuidad también podemos encontrar dos tipos

Tipos

1. Discontinuidad inevitable de salto finito

Esto significa que la diferencia entre los límites laterales es un número real. En expresiones matemáticas, esta situación es equivalente a

2. Discontinuidad inevitable de salto infinito

En este caso la diferencia entre los límites laterales es infinito, es decir,

Discontinuidad esencial

Finalmente tenemos una discontinuidad inevitable más, en la que el limite     no existe.

Diremos que una discontinuidad es esencial o de segunda especie si al menos no existe alguno de los límites laterales en  

Continuidad en un intervalo

Continuidad en un intervalo cerrado

Uno de los casos destacados de continuidad de funciones es cuando la función es continua en un intervalo cerrado. Esto es porque la función posee propiedades adicionales a la continuidad, por ejemplo es acotada. Diremos que una función  

  es continua en un intervalo cerrado 

  si:

    •    es continua en     para todo  perteneciente al intervalo abierto    .
    •   es continua en     por la derecha. Equivalentemente,
  •     es continua en     por la izquierda, es decir,

Como ejemplo, consideremos la función  

  tal que  

 . Esta función es continua en el intervalo  

  y más aún es acotada en dicho intervalo. Alcanza su valor mínimo igual a  

  en  

  pues  

  su valor máximo igual a  

  en  

  ya que

Consecuencia

Como consecuencia de lo anterior tenemos que si     es continua en un intervalo cerrado     entonces     está acotada en el intervalo. Esto significa que la función alcanza su máximo y mínimo en dentro del intervalo     tal como sucede en el ejemplo anterior.

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Marta

➗ Licenciada en Químicas da clase de Matemáticas, Física y Química -> Comparto aquí mi pasión por las matemáticas ➗