72. Непрерывность элементарных функций.
Для ряда элементарных функций непрерывность была доказана под видом примеров в 68. Пользуясь теоремой 2° предыдущего номера, легко, прежде всего, наново установить непрерывность функции
или
Функция
монотонно возрастает при изменении я: в промежутке
Ее значения положительны и заполняют весь промежуток
что видно из существования логарифма
для любого
Следовательно, показательная функция непрерывна при любом значении х.
Аналогично, непрерывность функции
скажем, при изменении х в промежутке
вытекает из ее монотонности в этом промежутке, да еще из того факта (устанавливаемого геометрически), что при этом она принимает каждое значение между - 1 и
То же относится и к любому промежутку вида
Однако более интересны для нас новые результаты, которые так же легко могут быть получены применением названной теоремы. Продолжим перечисление основных элементарных функций, начатое в 68.
5° Логарифмическая функция:
а 1). Ограничиваясь случаем 1, видим, что эта функция возрастает при изменении х в промежутке
. К тому же она, очевидно,
принимает любое значение у из промежутка
, именно, для
Отсюда - ее непрерывность.
6° Степенная функция:
при возрастании х от 0 до
возрастает, если
и убывает, если
При этом она принимает любое положительное значение у (для
следовательно, и она непрерывна.
Наконец, упомянем
7° Обратные тригонометрические функции:
Первые две непрерывны в промежутке
а последние - в промежутке
Доказательство предоставляем читателю.
Резюмируя, можно сказать, таким образом, что основные элементарные функции оказываются непрерывными во всех точках, где они имеют смысл (т. е. в соответствующих естественных областях их определения).