Punto di discontinuità
In matematica , in particolare in analisi matematica,
si dice punto di discontinuità di una funzione a valori reali un punto appartenente al dominio di quale funzione non risulti continua .
La nozione di punto di discontinuità può poi essere facilmente estesa al caso in cui la funzione non sia definita nel punto stesso, ma in un intorno (in modo che sia possibile definire i limite destro e sinistro ).
Nel caso di una funzione a una sola variabile
![f: [a, b] \ to \ mathbb {R}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/b592d102ccd1ba134d401c5b3ea177baaba3ffac)
questo significa che
é un punto è di discontinuità se e solo se non è verificato la condizione:
A seconda del modo in cui questa condizione viene a mancare,
i punti di discontinuità vengono raggruppati sotto tre famiglie, dette specie :
-
discontinuità di prima specie : il limite destro e il limite sinistro per tendente a esistono finiti, ma sono diversi tra loro (la funzione presenta un “salto” finito nel punto di ascissa );
-
discontinuità di seconda specie : almeno uno dei due limiti per tendente a è infinito (positivo o negativo) oppure non esiste (in quest’ultimo caso si parla anche di discontinuità essenziale )
-
discontinuità di terza specie (o eliminabile ): esistono uguali e finiti i limiti destro e sinistro per
tendente a , ma il loro valore è diverso dal valore di nel punto oppure non è definito in .
Discontinuità di prima specie (o di salto)
Sia .
Un punto è di discontinuità di prima specie per quando esistono i limiti sinistro e destro della funzione per che tende a e sono entrambi finiti, ma sono diversi.
Ovvero quando valgono tutte le seguenti condizioni:
La discontinuità viene comunemente definita “di salto” perché l’aspetto del grafico è quello di un salto nel punto di discontinuità.
Viene inoltre detto “salto” la quantità .
Esempi
Discontinuità a salto.
La funzione
vale sempre 1 per positivi e -1 per negativi, e fa quindi un “salto” in (in cui vale 0).
Nell’esempio mostrato in figura,
la funzione è definita nel modo seguente:
Discontinuità di seconda specie (o essenziale)
Sia .
Un punto è di discontinuità di seconda specie per quando il limite della funzione per che tende a da destra e / o da sinistra è infinito o non esiste.
In altre parole, quando vale una delle seguenti condizioni:
Nel primo caso,
la discontinuità è anche detta essenziale.
Taluni definiscono “punto di discontinuità di seconda specie” anche un punto che non appartiene al dominio della funzione, ma che ne è di accumulazione (), e per cui valga una delle condizioni di cui sopra (ad esempio, oppure , i cui limiti per sono rispettivamente infinito e inesistente).
A rigore, tuttavia,
una funzione dovrebbe essere definita “continua” o “discontinua” solo nei punti appartenenti al suo insieme di definizione,
e
in questo senso funzioni come quelle citate sono continue in tutto il loro dominio (in entrambi i casi, l’insieme .
Esempi
Discontinuità di seconda specie.
Un esempio con il limite infinito è la funzione
Un esempio in cui il limite non esiste è mostrato in figura ed è la funzione
Discontinuità di terza specie (o eliminabile)
Sia .
Un punto è di discontinuità di terza specie per quando il limite destro della funzione per che tende a è uguale a quello sinistro, con entrambi valori finiti, ma il valore di in non coincide con questi limiti.
In altre parole,
quando valgono tutte le seguenti condizioni:
La discontinuità viene anche detta eliminabile in quanto è sufficiente “aggiustare” il valore di in nel modo seguente:
per rendere la funzione continua nel punto.
Vi sono alcuni che definiscono un punto “di discontinuità eliminabile” anche quando non appartiene al dominio della funzione, ma è di accumulazione per la funzione, e attorno al quale la funzione assuma limite finito e uguale da sinistra e destra.
Esempi
Discontinuità eliminabile.
La funzione
-
si può estendere ad una funzione continua in ponendo (vedi limite notevole per il calcolo del limite).
Per qualunque altra scelta di , la funzione presenterà discontinuità eliminabile in .
Un altro esempio, la cui figura è mostrata a lato, è rappresentato dalla funzione
con
Lo stesso argomento in dettaglio:
Funzione di Dirichlet e Delta di Dirac.
°°°°°
iMathematica 
Devi effettuare l'accesso per postare un commento.