Классификация точек разрыва функции
Все точки разрыва функции разделяются на точки разрыва первого и второго рода.
Говорят, что функция f (x) имеет точку разрыва первого рода при x = a, если в это точке
- Существуют левосторонний предел
и правосторонний предел
; - Эти односторонние пределы конечны.
При этом возможно следующие два случая:
- Левосторонний предел и правосторонний предел равны друг другу:

Такая точка называется точкой устранимого разрыва.
- Левосторонний предел и правосторонний предел не равны друг другу:

Такая точка называется точкой конечного разрыва. Модуль разности значений односторонних пределов
называется скачком функции.
Функция f (x) имеет точку разрыва второго рода при x = a, если по крайней мере один из односторонних пределов не существует или равен бесконечности.
Пример 1
Исследовать функцию

на непрерывность.
Решение.
Данная функция не определена в точках
x = 1 и
x = 1. Следовательно, функция имеет разрывы в точках
x = ±1. Чтобы определить тип разрыва, вычислим односторонние пределы в этих точках.

Поскольку левосторонний предел при
x = 1 равен бесконечности, то данная точка является точкой разрыва второго рода.

Аналогично, левосторонний предел в точке
x = 1 равен бесконечности. Эта точка также является точкой разрыва второго рода.
Пример 2
Показать, что функция

имеет устранимый разрыв в точке
x = 0.
Решение.
Очевидно, данная функция не определена при
x = 0. Поскольку sin
x является непрерывной функцией для всех
x, то искомая функция

также непрерывна при всех
x за исключением точки
x = 0. Так как

, то в данной точке существует устранимый разрыв. Мы можем сконструировать новую функцию

которая будет непрерывной при любом действительном
x.
Пример 3
Найти точки разрыва функции

, если они существуют.
Решение.
Данная функция существует при всех значениях
x, однако она состоит из двух различных функций и, поэтому, не является элементарной. Исследуем "поведение" этой функции вблизи точки
x = 0, где ее аналитическое выражение изменяется. Вычислим односторонние пределеы при
x = 0.

Следовательно, функция имеет точку разрыва первого рода при
x = 0. Скачок функции в этой точке равен

При всех других значениях
x функция является непрерывной, поскольку обе составляющие функции слева и справа от точки
x = 0 представляют собой элементарные функции без точек разрыва.
Пример 4
Найти точки разрыва функции

, если они существуют.
Решение.
Данная элементарная функция определена для всех
x, исключая точку
x = 0, где она имеет разрыв. Найдем односторонние пределы в этой точке.

Видно, что в точке
x = 0 существует разрыв первого рода (рисунок 2).
| |
|
Рис.2
| | Рис.3
|
Пример 5
Найти точки разрыва функции

, если таковые существуют.
Решение.
Функция определена и непрерывна при всех
x, за исключением точки

, где существует разрыв. Исследуем точку разрыва.

Так как значения односторонних пределов конечны, то, следовательно, в точке

существует разрыв первого рода. График функции схематически показан на рисунке 3.