以下是一些可导但不连续的例子:
### 一元函数例子
1. **分段函数**:
* 例子1:$f(x)=\begin{cases}x^2,x<0 \\ 2x,x\geq0\end{cases}$
+ 分析:该函数在x=0处可导,但f'(x)在x=0处不连续,因为lim[f'(x),x → 0^-] = 0而lim[f'(x),x → 0^+] = 2。
* 例子2:$f(x)=\begin{cases}\sin x,x<\pi \\ 1,x\geq\pi\end{cases}$
+ 分析:该函数在x=π处可导,但f'(x)在x=π处不连续,因为lim[f'(x),x → π^-] = cos(π) = -1而f'(π)不存在(或视为0,因为函数在x≥π时为常数1,导数为0)。但严格来说,这种分类方式取决于如何定义分段函数在端点处的导数,不过它仍然展示了导数不连续的可能性。
* 例子3:$f(x)=\begin{cases}\frac{1}{x},x<0 \\ 0,x=0 \\ x,x>0\end{cases}$
+ 分析:该函数在x=0处可导(通过定义f'(0)=0),但f'(x)在x=0处不连续,因为lim[f'(x),x → 0^-] = -1/x²(趋于-∞)而lim[f'(x),x → 0^+] = 1。
2. **特殊函数**:
* $f(x) = x^2\sin\left(\frac{1}{x}\right)$,当x≠0;f(0) = 0
+ 分析:该函数在x=0处连续且可导,但f'(x) = $2x\sin\left(\frac{1}{x}\right) - \cos\left(\frac{1}{x}\right)$在x=0处不连续,因为lim[f'(x),x → 0]不存在(由于cos(1/x)的振荡性)。
### 多元函数(概念性说明)
对于多元函数,可导性通常指的是在某个点沿所有方向(或至少沿某些特定方向,如x和y方向)的偏导数存在。然而,这并不意味着函数在该点连续。连续性的要求更为严格,它要求函数值从任意方向趋近于该点时都趋近于同一极限值。
* **例子**(概念性):考虑一个多元函数z=f(x,y),它在某点(x0,y0)沿x和y方向的偏导数都存在,但如果从其他非x、y方向趋近于(x0,y0)时函数值不趋近于f(x0,y0),则该函数在该点不连续。尽管这样的例子可能需要复杂的数学构造来具体展示,但它说明了多元函数可导不一定连续的概念。
请注意,以上例子主要关注一元函数的情况,因为对于一元函数来说更容易构造出具体的、直观的可导但不连续的例子。多元函数的情况则更为复杂和抽象一些。