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Clasificación de discontinuidades

Las funciones continuas son de suma importancia en matemática y en distintas aplicaciones. Sin embargo, no todas las funciones son continuas. Puede ocurrir que una función no sea continua en todo su dominio de definición. Si una función no es continua en un punto, se dice que la función tiene una discontinuidad en ese punto y que la función es discontinua. En este artículo se describe la clasificación de discontinuidades para el caso más simple de funciones de una sola variable real.

Conceptos previos

 

Considérese una función y= f(x), de variable real x, definida para todo valor de x excepto posiblemente para un cierto valor x= a. Es decir, f(x) está definida para x < a y para x > a. Definamos también:

Tendencia de una función

Considérese el concepto de tendencia de la función: f(x), en la proximidad de un punto: a, antes de emplear el concepto de límite, más formal.

Se dice que una función f(x) tiende a un valor c, cuando x tiende a a por la izquierda, si a medida que x toma valores más próximos a a, sin llegar nunca a ser a, e inferiores a a, el valor de la función f(x) se aproxima progresivamente a c, siendo c un número real, entonces se dice que la función converge por la izquierda en c, o que la función es convergente por la izquierda.

Si cuando x se aproxima a a, sin llegar al valor de a, y con valores inferiores a a, toma valores cada vez mayores, sin poder determinar un valor real que el valor de la función no pueda superar, se dice que la función tiende a infinito cuando x tiende a a por la izquierda, del mismo modo si cuando x se aproxima progresivamente a a, sin llegar a ser a y con valores inferiores a a, el valor de la función toma valores inferiores cada vez, sin poder determinar un número real mínimo que la función no pueda superar, se dice que la función tiende a menos infinito, cuando la variable tiende a a por la izquierda. En estos dos casos se dice que la función diverge cuando x tiende a a por la izquierda.

Si cuando la variable x toma valores progresivamente más próximos a a, pero distintos de a e inferiores a a, la función oscila entre un valor superior Ls y un valor inferior Li, siendo Ls el valor real más pequeño que la función no puede superar cuando x tiende a a por la izquierda, y Li es el valor más alto para el que la función permanece por encima cuando x tiende a a por la izquierda, se dice que la función oscila entre los valores Ls y Li cuando x tiende a a por la izquierda, y por lo tanto la función, en este caso no tiene límite.

Si para valores de x próximos a a, inferiores a a, no existe por no estar definida o por no existir ningún número real como resultado de f(x), se dice que f(x) no existe a la izquierda de a.

 

Por el mismo razonamiento se puede determinar la tendencia de la función f(x), cuando x tiende a a, sin llegar a ser a y con valores mayores que a, diciendo que x tiende a a por la derecha, con los mismos resultados que los obtenidos por la izquierda.

 

Según el caso que f(x) presente cuando x tiende a a por la derecha y por la izquierda y el valor de la función en el punto a: f(a), se podrá determinar la continuidad de la función en el punto a, o los distintos tipos de discontinuidad.

Límite de una función

El límite por izquierda en a, es decir, el límite al aproximarse al valor x= a mediante valores menores de a, como:

 

El límite por derecha en a, es decir, el límite al aproximarse al valor x= a mediante valores mayores de a, como:

 

Si estos dos límites en el entorno del punto a existen y son iguales se dice que la función tiene límite en este punto.

 

En cualquier otro caso se dice que la función no tiene límite en ese punto.

Límite superior y límite inferior

A pesar de que una función exista pero no tenga límite en un punto, podemos diferenciar un límite superior e inferior.

 

Se dice que una función tiene límite superior por la izquierda, en un punto a, si existe una cuota superior: Ls, que el límite no supera cuando se aproxima a a por la izquierda:

 

Del mismo modo se dice que una función tiene límite inferior por la izquierda, en un punto a, si existe una cuota inferior: Li, por debajo de la cual el límite no puede estar cuando se aproxima a a por la izquierda:

 
 

Se dice que una función tiene límite superior por la derecha, en un punto a, si existe una cuota superior: Ls, que el límite no supera cuando se aproxima a a por la derecha:

 

También se dice que una función tiene límite inferior por la derecha, en un punto a, si existe una cuota inferior: Li, por debajo de la cual el límite no puede estar cuando se aproxima a a por la derecha:

 
 

Si el límite superior por la derecha y por la izquierda coinciden, se lo menciona sencillamente de límite superior, del mismo modo, si el límite inferior por la derecha y por la izquierda coinciden se lo menciona como el límite inferior.

 
 
 

Pero esta coincidencia no tiene porque darse en todos los casos.

Función continua

Si una función tiene límite en un punto y su valor coincide con el valor de la función en ese punto, entonces la función es continua en ese punto:

 

en cualquier otro caso es discontinua en ese punto.

Tipos de discontinuidades

La discontinuidad de una función en un punto puede ser clasificada en:

 

Discontinuidad evitable

Una función presenta discontinuidad evitable en un punto a, si existe el límite en el punto, pero la función en ese punto, f(a), tiene un valor distinto o no existe, veamos estos dos casos.

 

Si el límite cuando x tiende a a, es c, y el valor de la función evaluada en a es d, la función es discontinua en a.

 
 

Si la función tiene por límite cuando tiende a a, pero no existe en ese punto, la función es discontinua en a, el punto no pertenece al dominio.

 
 

Sabiendo que una función es continua en un punto, cuando tiene límite en ese punto, y el valor del límite es el mismo que el valor de la función en ese punto, las dos discontinuidades anteriores se pueden evitar asignando a la función, en el punto de discontinuidad, el valor del límite en ese punto.

 

Discontinuidad esencial o no evitable

Se dice que una función presenta una discontinuidad esencial cuando se produce algunas de las siguientes situaciones:

Discontinuidad de primera especie: si los límites laterales son distintos, o al menos uno de ellos diverge.
Discontinuidad de segunda especie: si la función, al menos en uno de los lados del punto, no existe o no tiene límite.

Discontinuidad de primera especie

En este tipo de discontinuidad existen tres tipos:

De salto finito

Existen los límites por la derecha y por la izquierda del punto, su valor es finito, pero no son iguales:

A este tipo de discontinuidad de primera especie se le llama salto finito, y el salto (Δy) viene dado por:

 
 

Si la función tiende a c, cuando x tiende a a por la izquierda, y tiende a d cuando lo hace por la derecha, en el punto x = a, se presenta un salto, independientemente del valor de la función en ese punto.

 

Así podemos ver que son discontinuidades de salto finito:

 
 
 
 
 
 
De salto infinito

Si uno de los límites laterales es infinito y el otro finito, tanto si el límite por la izquierda es finito y el de la derecha infinito:

 

Así podemos ver los casos:

 
 
 
 


como en el caso de que el límite por la izquierda sea infinito y por la derecha finito:

 

Donde se puede ver:

 
 
 
 


Se dice que la discontinuidad es de salto infinito.

Discontinuidad asintótica

Si los dos límites laterales de la función en el punto x = a son infinitos:

 

A este tipo de discontinuidad de primera especie se le llama discontinuidad asintótica, siendo x = a la asíntota.

 
 
 
 
 
 
 
 

Discontinuidad de segunda especie

Si la función no existe en uno de los lados del punto, o no existen alguno, o ambos, de los límites laterales de la función en ese punto, se dice que la función presenta una discontinuidad de segunda especie en ese punto.

 
 
 
 

NO es una discontinuidad de segunda especie una función definida en un solo punto, o más generalmente, en un conjunto isolado de puntos. Toda función definida en ese tipo de conjuntos es continua.

 
 

Si la función existe, pero no tiene límite:

 
 
 
 
 
 

Caso de continuidad

 

Una función y = f(x) es continua en un punto a, si los límites por la derecha y la izquierda son iguales, y coinciden con el valor de la función en ese punto.

 

Continuidad lateral

Una función a pesar de ser discontinua en un punto, puede tener lo que se denomina continuidad lateral.

Continua por la izquierda

 

Una función f(x) se dice que tiene continuidad por la izquierda de un punto a, si el límite por la izquierda coincide con el valor de la función en a.

 

Continua por la derecha

 

Una función f(x) se dice que tiene continuidad por la derecha de un punto a, si el límite por la derecha coincide con el valor de la función en a.

 

Ejemplos

 
Función del ejemplo 1,  : una discontinuidad evitable.
  • 1. Sea la función
 

El punto   es una discontinuidad evitable. Esta función puede hacerse continua simplemente redefiniendo la función en este punto para que valga  .

 
Función del ejemplo 2,  : una discontinuidad por salto.
  • 2. Sea la función
 

El punto   es una discontinuidad por salto.

 
Función del ejemplo 3,  : una discontinuidad esencial.
  • 3. Sea la función
 

El punto   una discontinuidad esencial, para lo cual hubiese bastado que uno de los dos límites laterales no exista o sea infinito (en este caso se cumple para ambos límites laterales: para el límite por izquierda y para el límite por derecha).

  • 4. Funciones que no son continuas en ninguna parte

Existen funciones que no son continuas en ningún punto. La más conocida es la función característica de Q, es decir la función que toma como valor 1 cuando x pertenece al conjunto de los racionales, y 0 si no.

Obviamente, no se puede dibujar su curva, que está constituida por una infinidad de puntos en la recta y= 0, y una infinidad (menor) de puntos en la recta y= 1.

  • 5. Discontinuidad evitable.

Una función presenta un punto de Discontinuidad evitable si en ese punto se cumple que:

  1.  
  2.  

Pueden ser transformadas en otra función continua, dándole a f(a) el valor adecuado que la hace continua. Si modificamos una función obtenemos otra función, no la misma, por ello se dice que son evitables.

ejemplo:
 
 

La función:

 

Presenta los siguientes límites por la izquierda y por la derecha:

 
 

pero la función para x= 2 no está definida:

 

en este un caso de discontinuidad evitable y además de un modo sencillo:

 

lo que es lo mismo:

 

simplificando:

 

esta función es continua para todo x de valor real y es equivalente a la primera función, excepto en que la primera es discontinua para x= 2.

  • 6. Discontinuidad de primera especie
 

Una función presenta una discontinuidad de primera especie en un punto x1, si en este punto se cumple que:

 

se produce un salto en los extremos.

Un ejemplo de función con discontinuidad de este estilo es por ejemplo:

 

Que es continua (y diferenciable) en todos los puntos, excepto en los puntos   con  .

  • 7. Discontinuidad de segunda especie
 

Son las que tienen puntos para los que existe solo uno de los límites laterales o ninguno.

  o  

Por ejemplo la función  . Ésta tiene una discontinuidad de segunda especie en 0 pues no existe el límite:

 
  • 8. Discontinuidad asintótica
 

La discontinuidad viene marcada por una asíntota vertical. Se cumple lo siguiente:

 
 

En la gráfica podemos ver la función:

 

Donde   es un valor conocido, que presenta una asíntota vertical para  

Véase también

Punto crítico
Punto fronterizo
Punto estacionario
Punto singular
Punto de inflexión

Enlaces externos

  • Descartes 2D: Discontinuidades
  • Discontinuous en PlanetMath.
  • "Discontinuity" by Ed Pegg, Jr., The Wolfram Demonstrations Project, 2007.
  • Weisstein, Eric W. «discontinuidad». En Weisstein, Eric W, ed. MathWorld (en inglés). Wolfram Research. 
  • Clasificación de discontinuidades
  • Continuidad. Clasificación de discontinuidades
  • Tipos de discontinuidades
  • Funciones Continuas
  • Sucesiones y funciones divergentes


  •   Datos: Q541961

clasificación, discontinuidades, funciones, continuas, suma, importancia, matemática, distintas, aplicaciones, embargo, todas, funciones, continuas, puede, ocurrir, función, continua, todo, dominio, definición, función, continua, punto, dice, función, tiene, d. Las funciones continuas son de suma importancia en matematica y en distintas aplicaciones Sin embargo no todas las funciones son continuas Puede ocurrir que una funcion no sea continua en todo su dominio de definicion Si una funcion no es continua en un punto se dice que la funcion tiene una discontinuidad en ese punto y que la funcion es discontinua En este articulo se describe la clasificacion de discontinuidades para el caso mas simple de funciones de una sola variable real Indice 1 Conceptos previos 1 1 Tendencia de una funcion 1 2 Limite de una funcion 1 3 Limite superior y limite inferior 1 4 Funcion continua 2 Tipos de discontinuidades 2 1 Discontinuidad evitable 2 2 Discontinuidad esencial o no evitable 2 2 1 Discontinuidad de primera especie 2 2 1 1 De salto finito 2 2 1 2 De salto infinito 2 2 1 3 Discontinuidad asintotica 2 2 2 Discontinuidad de segunda especie 3 Caso de continuidad 4 Continuidad lateral 4 1 Continua por la izquierda 4 2 Continua por la derecha 5 Ejemplos 6 Vease tambien 7 Enlaces externosConceptos previos Editar Considerese una funcion y f x de variable real x definida para todo valor de x excepto posiblemente para un cierto valor x a Es decir f x esta definida para x lt a y para x gt a Definamos tambien Tendencia de una funcion Editar Considerese el concepto de tendencia de la funcion f x en la proximidad de un punto a antes de emplear el concepto de limite mas formal Se dice que una funcion f x tiende a un valor c cuando x tiende a a por la izquierda si a medida que x toma valores mas proximos a a sin llegar nunca a ser a e inferiores a a el valor de la funcion f x se aproxima progresivamente a c siendo c un numero real entonces se dice que la funcion converge por la izquierda en c o que la funcion es convergente por la izquierda Si cuando x se aproxima a a sin llegar al valor de a y con valores inferiores a a toma valores cada vez mayores sin poder determinar un valor real que el valor de la funcion no pueda superar se dice que la funcion tiende a infinito cuando x tiende a a por la izquierda del mismo modo si cuando x se aproxima progresivamente a a sin llegar a ser a y con valores inferiores a a el valor de la funcion toma valores inferiores cada vez sin poder determinar un numero real minimo que la funcion no pueda superar se dice que la funcion tiende a menos infinito cuando la variable tiende a a por la izquierda En estos dos casos se dice que la funcion diverge cuando x tiende a a por la izquierda Si cuando la variable x toma valores progresivamente mas proximos a a pero distintos de a e inferiores a a la funcion oscila entre un valor superior Ls y un valor inferior Li siendo Ls el valor real mas pequeno que la funcion no puede superar cuando x tiende a a por la izquierda y Li es el valor mas alto para el que la funcion permanece por encima cuando x tiende a a por la izquierda se dice que la funcion oscila entre los valores Ls y Li cuando x tiende a a por la izquierda y por lo tanto la funcion en este caso no tiene limite Si para valores de x proximos a a inferiores a a no existe por no estar definida o por no existir ningun numero real como resultado de f x se dice que f x no existe a la izquierda de a x lt a f x lim x a f x lim x a f x c Convergente lim x a f x Divergente lim x a f x Oscilante f x No existe displaystyle forall x lt a left begin array l exists f x left begin array l exists displaystyle lim x to a f x left begin array ll displaystyle lim x to a f x c amp longrightarrow quad text Convergente displaystyle lim x to a f x pm infty amp longrightarrow quad text Divergente end array right nexists displaystyle lim x to a f x longrightarrow quad text Oscilante end array right nexists f x longrightarrow quad text No existe end array right Por el mismo razonamiento se puede determinar la tendencia de la funcion f x cuando x tiende a a sin llegar a ser a y con valores mayores que a diciendo que x tiende a a por la derecha con los mismos resultados que los obtenidos por la izquierda x gt a f x lim x a f x lim x a f x c Convergente lim x a f x Divergente lim x a f x Oscilante f x No existe displaystyle forall x gt a left begin array l exists f x left begin array l exists displaystyle lim x to a f x left begin array ll displaystyle lim x to a f x c amp longrightarrow quad text Convergente displaystyle lim x to a f x pm infty amp longrightarrow quad text Divergente end array right nexists displaystyle lim x to a f x longrightarrow quad text Oscilante end array right nexists f x longrightarrow quad text No existe end array right Segun el caso que f x presente cuando x tiende a a por la derecha y por la izquierda y el valor de la funcion en el punto a f a se podra determinar la continuidad de la funcion en el punto a o los distintos tipos de discontinuidad Limite de una funcion Editar Articulo principal Limite de una funcion El limite por izquierda en a es decir el limite al aproximarse al valor x a mediante valores menores de a como L lim x a f x displaystyle L displaystyle lim x to a f x El limite por derecha en a es decir el limite al aproximarse al valor x a mediante valores mayores de a como L lim x a f x displaystyle L displaystyle lim x to a f x Si estos dos limites en el entorno del punto a existen y son iguales se dice que la funcion tiene limite en este punto lim x a f x L lim x a f x L L L L lim x a f x L displaystyle left begin array l displaystyle lim x to a f x L displaystyle lim x to a f x L L L L end array right quad displaystyle lim x to a f x L En cualquier otro caso se dice que la funcion no tiene limite en ese punto Limite superior y limite inferior Editar Articulo principal Limite superior y limite inferior A pesar de que una funcion exista pero no tenga limite en un punto podemos diferenciar un limite superior e inferior Se dice que una funcion tiene limite superior por la izquierda en un punto a si existe una cuota superior Ls que el limite no supera cuando se aproxima a a por la izquierda lim sup x a f x lim x a f x L s displaystyle limsup x rightarrow a f x varlimsup x rightarrow a f x Ls Del mismo modo se dice que una funcion tiene limite inferior por la izquierda en un punto a si existe una cuota inferior Li por debajo de la cual el limite no puede estar cuando se aproxima a a por la izquierda lim inf x a f x lim x a f x L i displaystyle liminf x rightarrow a f x varliminf x rightarrow a f x Li Se dice que una funcion tiene limite superior por la derecha en un punto a si existe una cuota superior Ls que el limite no supera cuando se aproxima a a por la derecha lim sup x a f x lim x a f x L s displaystyle limsup x rightarrow a f x varlimsup x rightarrow a f x Ls Tambien se dice que una funcion tiene limite inferior por la derecha en un punto a si existe una cuota inferior Li por debajo de la cual el limite no puede estar cuando se aproxima a a por la derecha lim inf x a f x lim x a f x L i displaystyle liminf x rightarrow a f x varliminf x rightarrow a f x Li Si el limite superior por la derecha y por la izquierda coinciden se lo menciona sencillamente de limite superior del mismo modo si el limite inferior por la derecha y por la izquierda coinciden se lo menciona como el limite inferior lim sup x a f x lim x a f x L s displaystyle limsup x rightarrow a f x varlimsup x rightarrow a f x Ls lim inf x a f x lim x a f x L i displaystyle liminf x rightarrow a f x varliminf x rightarrow a f x Li Pero esta coincidencia no tiene porque darse en todos los casos Funcion continua Editar Articulo principal Funcion continua Si una funcion tiene limite en un punto y su valor coincide con el valor de la funcion en ese punto entonces la funcion es continua en ese punto lim x a f x L f a L continua displaystyle left begin array r displaystyle lim x to a f x L f a L end array right text continua en cualquier otro caso es discontinua en ese punto Tipos de discontinuidades EditarLa discontinuidad de una funcion en un punto puede ser clasificada en F u n c i o n c o n t i n u a d i s c o n t i n u a e v i t a b l e e s e n c i a l d e 1 a e s p e c i e d e s a l t o f i n i t o d e s a l t o i n f i n i t o a s i n t o t i c a d e 2 a e s p e c i e displaystyle mathrm Funci acute o n left begin array l mathrm continua mathrm discontinua color Red left begin array l mathrm evitable mathrm esencial color PineGreen left begin array l mathrm de 1 a especie color Blue left begin array l mathrm de salto finito mathrm de salto infinito mathrm asint acute o tica end array right mathrm de 2 a especie end array right end array right end array right Discontinuidad evitable Editar Una funcion presenta discontinuidad evitable en un punto a si existe el limite en el punto pero la funcion en ese punto f a tiene un valor distinto o no existe veamos estos dos casos Si el limite cuando x tiende a a es c y el valor de la funcion evaluada en a es d la funcion es discontinua en a lim x a f x c lim x a f x c lim x a f x c f a d displaystyle left begin array l left begin array l displaystyle lim x to a f x c displaystyle lim x to a f x c end array right displaystyle lim x to a f x c f a d end array right Si la funcion tiene por limite cuando tiende a a pero no existe en ese punto la funcion es discontinua en a el punto no pertenece al dominio lim x a f x c lim x a f x c lim x a f x c f a displaystyle left begin array l left begin array l displaystyle lim x to a f x c displaystyle lim x to a f x c end array right displaystyle lim x to a f x c nexists f a end array right Sabiendo que una funcion es continua en un punto cuando tiene limite en ese punto y el valor del limite es el mismo que el valor de la funcion en ese punto las dos discontinuidades anteriores se pueden evitar asignando a la funcion en el punto de discontinuidad el valor del limite en ese punto lim x a f x c lim x a f x c lim x a f x c f a c displaystyle left begin array l left begin array l displaystyle lim x to a f x c displaystyle lim x to a f x c end array right displaystyle lim x to a f x c f a c end array right Discontinuidad esencial o no evitable Editar Se dice que una funcion presenta una discontinuidad esencial cuando se produce algunas de las siguientes situaciones Discontinuidad de primera especie si los limites laterales son distintos o al menos uno de ellos diverge Discontinuidad de segunda especie si la funcion al menos en uno de los lados del punto no existe o no tiene limite Discontinuidad de primera especie Editar En este tipo de discontinuidad existen tres tipos De salto finito Editar Existen los limites por la derecha y por la izquierda del punto su valor es finito pero no son iguales A este tipo de discontinuidad de primera especie se le llama salto finito y el salto Dy viene dado por D y lim x a f x lim x a f x displaystyle Delta y left lim x to a f x lim x to a f x right Si la funcion tiende a c cuando x tiende a a por la izquierda y tiende a d cuando lo hace por la derecha en el punto x a se presenta un salto independientemente del valor de la funcion en ese punto lim x a f x c lim x a f x d f a displaystyle left begin array l displaystyle lim x to a f x c displaystyle lim x to a f x d nexists f a end array right Asi podemos ver que son discontinuidades de salto finito lim x a f x c lim x a f x d f a c displaystyle left begin array l displaystyle lim x to a f x c displaystyle lim x to a f x d f a c end array right lim x a f x c lim x a f x d f a d displaystyle left begin array l displaystyle lim x to a f x c displaystyle lim x to a f x d f a d end array right lim x a f x c lim x a f x d f a e displaystyle left begin array l displaystyle lim x to a f x c displaystyle lim x to a f x d f a e end array right De salto infinito Editar Si uno de los limites laterales es infinito y el otro finito tanto si el limite por la izquierda es finito y el de la derecha infinito lim x a f x L lim x a f x discontinuidad de salto infinito displaystyle left begin array c displaystyle lim x to a f x L displaystyle lim x to a f x pm infty end array right text discontinuidad de salto infinito Asi podemos ver los casos lim x a f x c lim x a f x displaystyle left begin array l displaystyle lim x to a f x c displaystyle lim x to a f x infty end array right lim x a f x c lim x a f x displaystyle left begin array l displaystyle lim x to a f x c displaystyle lim x to a f x infty end array right como en el caso de que el limite por la izquierda sea infinito y por la derecha finito lim x a f x lim x a f x L discontinuidad de salto infinito displaystyle left begin array c displaystyle lim x to a f x pm infty displaystyle lim x to a f x L end array right text discontinuidad de salto infinito Donde se puede ver lim x a f x lim x a f x c displaystyle left begin array l displaystyle lim x to a f x infty displaystyle lim x to a f x c end array right lim x a f x lim x a f x c displaystyle left begin array l displaystyle lim x to a f x infty displaystyle lim x to a f x c end array right Se dice que la discontinuidad es de salto infinito Discontinuidad asintotica Editar Si los dos limites laterales de la funcion en el punto x a son infinitos lim x a f x lim x a f x discontinuidad a s i n t o t i c a displaystyle left begin array c displaystyle lim x to a f x pm infty displaystyle lim x to a f x pm infty end array right text discontinuidad mathrm asint acute o tica A este tipo de discontinuidad de primera especie se le llama discontinuidad asintotica siendo x a la asintota lim x a f x lim x a f x displaystyle left begin array l displaystyle lim x to a f x infty displaystyle lim x to a f x infty end array right lim x a f x lim x a f x displaystyle left begin array l displaystyle lim x to a f x infty displaystyle lim x to a f x infty end array right lim x a f x lim x a f x displaystyle left begin array l displaystyle lim x to a f x infty displaystyle lim x to a f x infty end array right lim x a f x lim x a f x displaystyle left begin array l displaystyle lim x to a f x infty displaystyle lim x to a f x infty end array right Discontinuidad de segunda especie Editar Si la funcion no existe en uno de los lados del punto o no existen alguno o ambos de los limites laterales de la funcion en ese punto se dice que la funcion presenta una discontinuidad de segunda especie en ese punto lim x a f x c x a f x displaystyle left begin array l displaystyle lim x to a f x c forall x geq a nexists f x end array right x a f x lim x a f x c displaystyle left begin array l forall x leq a nexists f x displaystyle lim x to a f x c end array right NO es una discontinuidad de segunda especie una funcion definida en un solo punto o mas generalmente en un conjunto isolado de puntos Toda funcion definida en ese tipo de conjuntos es continua x lt a f x x gt a f x x a f x f a c displaystyle left begin array l left begin array l forall x lt a nexists f x forall x gt a nexists f x end array right forall x neq a nexists f x f a c end array right Si la funcion existe pero no tiene limite lim x a f x c lim x a f x displaystyle left begin array l displaystyle lim x to a f 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por la izquierda coincide con el valor de la funcion en a lim x a f x c f a c displaystyle left begin array l displaystyle lim x to a f x c f a c end array right Continua por la derecha Editar Una funcion f x se dice que tiene continuidad por la derecha de un punto a si el limite por la derecha coincide con el valor de la funcion en a l i m x a f x c f a c displaystyle left begin array l underset x to a lim f x c f a c end array right Ejemplos Editar Funcion del ejemplo 1 f 1 x displaystyle f 1 x una discontinuidad evitable 1 Sea la funcionf 1 x x 2 para x lt 1 0 para x 1 2 x para x gt 1 displaystyle f 1 x left begin matrix x 2 amp mbox para x lt 1 0 amp mbox para x 1 2 x amp mbox para x gt 1 end matrix right El punto x 0 1 displaystyle x 0 1 es una discontinuidad evitable Esta funcion puede hacerse continua simplemente redefiniendo la funcion en este punto para que valga f 1 x 0 1 displaystyle f 1 x 0 1 Funcion del ejemplo 2 f 2 x displaystyle f 2 x una discontinuidad por salto 2 Sea la funcionf 2 x x 2 para x lt 1 0 para x 1 2 x 1 2 para x gt 1 displaystyle f 2 x left begin matrix x 2 amp mbox para x lt 1 0 amp mbox para x 1 2 x 1 2 amp mbox para x gt 1 end matrix right El punto x 0 1 displaystyle x 0 1 es una discontinuidad por salto Funcion del ejemplo 3 f 3 x displaystyle f 3 x una discontinuidad esencial 3 Sea la funcionf 3 x sin 5 x 1 para x lt 1 0 para x 1 0 1 x 1 para x gt 1 displaystyle f 3 x left begin matrix sin frac 5 x 1 amp mbox para x lt 1 0 amp mbox para x 1 frac 0 1 x 1 amp mbox para x gt 1 end matrix right El punto x 0 1 displaystyle x 0 1 una discontinuidad esencial para lo cual hubiese bastado que uno de los dos limites laterales no exista o sea infinito en este caso se cumple para ambos limites laterales para el limite por izquierda y para el limite por derecha 4 Funciones que no son continuas en ninguna parteExisten funciones que no son continuas en ningun punto La mas conocida es la funcion caracteristica de Q es decir la funcion que toma como valor 1 cuando x pertenece al conjunto de los racionales y 0 si no Obviamente no se puede dibujar su curva que esta constituida por una infinidad de puntos en la recta y 0 y una infinidad menor de puntos en la recta y 1 5 Discontinuidad evitable Una funcion presenta un punto de Discontinuidad evitable si en ese punto se cumple que lim x a f x lim x a f x displaystyle lim x to a f x lim x to a f x f a displaystyle nexists f a Pueden ser transformadas en otra funcion continua dandole a f a el valor adecuado que la hace continua Si modificamos una funcion obtenemos otra funcion no la misma por ello se dice que son evitables ejemplo La funcion f x x 2 4 x 2 displaystyle f x frac x 2 4 x 2 Presenta los siguientes limites por la izquierda y por la derecha lim x 2 x 2 4 x 2 4 displaystyle lim x to 2 frac x 2 4 x 2 4 lim x 2 x 2 4 x 2 4 displaystyle lim x to 2 frac x 2 4 x 2 4 pero la funcion para x 2 no esta definida f 2 x 2 4 x 2 0 0 displaystyle f 2 frac x 2 4 x 2 frac 0 0 en este un caso de discontinuidad evitable y ademas de un modo sencillo f x x 2 2 2 x 2 displaystyle f x frac x 2 2 2 x 2 lo que es lo mismo f x x 2 x 2 x 2 displaystyle f x frac x 2 x 2 x 2 simplificando f x x 2 displaystyle f x x 2 esta funcion es continua para todo x de valor real y es equivalente a la primera funcion excepto en que la primera es discontinua para x 2 6 Discontinuidad de primera especie Una funcion presenta una discontinuidad de primera especie en un punto x1 si en este punto se cumple que lim x 1 f x lim x 1 f x displaystyle lim x to 1 f x neq lim x to 1 f x se produce un salto en los extremos Un ejemplo de funcion con discontinuidad de este estilo es por ejemplo f x k 1 sin k x k displaystyle f x sum k 1 infty frac sin kx k Que es continua y diferenciable en todos los puntos excepto en los puntos x n 2 n p displaystyle scriptstyle x n 2n pi con n Z displaystyle scriptstyle n in mathbb Z 7 Discontinuidad de segunda especie Son las que tienen puntos para los que existe solo uno de los limites laterales o ninguno lim x x 1 f x displaystyle nexists lim x to x 1 f x o lim x x 1 f x displaystyle nexists lim x to x 1 f x Por ejemplo la funcion f x x displaystyle f x sqrt x Esta tiene una discontinuidad de segunda especie en 0 pues no existe el limite lim x 0 f x displaystyle lim x to 0 f x 8 Discontinuidad asintotica La discontinuidad viene marcada por una asintota vertical Se cumple lo siguiente lim x 1 f x displaystyle lim x to 1 f x pm infty lim x 1 f x displaystyle lim x to 1 f x pm infty En la grafica podemos ver la funcion y 1 x x 1 displaystyle y cfrac 1 x x 1 Donde x 1 displaystyle x 1 es un valor conocido que presenta una asintota vertical para x x 1 displaystyle x x 1 Vease tambien EditarPunto criticoPunto fronterizo Punto estacionario Punto singular dd Punto de inflexionExtremos de una funcion Singularidad matematica Clasificacion de discontinuidades Criterio de la primera derivada Criterio de la segunda derivada Criterio de la tercera derivada Criterio de la derivada de mayor orden Punto de sillaEnlaces externos EditarDescartes 2D Discontinuidades Discontinuous en PlanetMath Discontinuity by Ed Pegg Jr The Wolfram Demonstrations Project 2007 Weisstein Eric W discontinuidad En Weisstein Eric W ed MathWorld en ingles Wolfram Research Clasificacion de discontinuidades Continuidad Clasificacion de discontinuidades Tipos de discontinuidades Funciones Continuas Sucesiones y funciones divergentes Datos Q541961Obtenido de https es wikipedia org w index php title Clasificacion de discontinuidades amp oldid 134044305, wikipedia, wiki, leyendo, leer, libro, biblioteca,

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