02.05函数连续与间断
阶梯电价的台阶封面场景

函数连续与间断 · 沉浸式数学故事

阶梯电价的台阶

只多用一度电,账单的计算规则却跳到另一层。投诉发生的地方,恰好是函数断开的地方。

第 2 章 · 极限与连续 · 5 幕故事 · 1 个训练

阶梯电价的台阶:只多一度,怎么像跨了一大步?

服务台 · 争议

只多一度,怎么像跨了一大步?

住户发现用电量越过 200 度后,边际电价进入下一档。电气实习生把规则画成分段函数,一眼看见临界处的台阶。

x<200:第一档 x≥200:第二档先找分段点,连续性问题通常藏在那里。
阶梯电价的台阶:从 200 的左侧来,价格停在较低一层。

左边靠近

从 200 的左侧来,价格停在较低一层。

把用电量取成 199、199.9、199.99,单位电价的趋势稳定靠近第一档数值。

limₓ→200⁻ f(x)=L₋左极限只看左侧附近。
阶梯电价的台阶:从右侧回来,却站在另一层。

右边靠近

从右侧回来,却站在另一层。

取 200.1、200.01、200.001,右侧趋势靠近第二档数值。两边靠近同一点,却没有会合。

limₓ→200⁺ f(x)=L₊,且 L₋≠L₊左右极限不同,双侧极限不存在。
阶梯电价的台阶:想顺利过关,三个条件缺一不可。

连续三查

想顺利过关,三个条件缺一不可。

在 x₀ 连续必须同时满足:函数在点上有值;极限存在;极限等于点值。这里第二关已经失败。

f(x₀)存在;lim f(x)存在;lim f(x)=f(x₀)按顺序检查,能避免只盯图上的实心点。
阶梯电价的台阶:这不是可补的小洞,而是一处跳跃。

定性

这不是可补的小洞,而是一处跳跃。

左右极限都存在却不相等,叫跳跃间断。若两边极限相同,只是点值缺失或错位,才可能通过补定义修复。

左右不同 → 跳跃间断间断类型由附近趋势决定。
阶梯电价的台阶训练场景

尾声 · 带着方法进课堂

故事落幕,判断才刚开始。

把这一课的条件、公式与易错点带进最后一次判断。

函数在 x₀ 连续,以下哪组条件必须同时成立?
再读一遍

互动实验 · 阶梯电价单价表STEP · 跳跃间断

跨过一档,单价整段跳上去

电价按用电量分档:200 度以内 0.5 元,200—400 度 0.6 元,400 度以上 0.8 元。拖动用电量游标越过 200 度那一刻,单价不是慢慢变,而是"啪"地跳一级。左极限 L₋ 和右极限 L₊ 在这里不相等——这就是跳跃间断。

单价 f(x) · 元/度 第一档 第二档 第三档