Stetigkeit: Definition und Beispiele

Formal lässt sich die Stetigkeit mit Grenzwerten definieren:

Definition Stetigkeit

Eine Funktion f ist an einer Stelle x0 ihres Definitionsbereichs stetig, wenn

FORMEL

gilt.

Eine Funktion heißt stetig, wenn sie an jeder Stelle ihres Definitionsbereichs stetig ist.

Beispiele

Stetige Funktionen können glatt sein oder Knicke haben
Ein polynom dritten Grades und die Betragsfunktion als Beispiele für Funktionen die überall, auf ganz R, stetig sind.

FORMEL

Stetige Funktionen können Polstellen haben

Stetige Funktionen können Polstellen haben, d.h. Stellen, in deren Umgebung ihr Wert (betragsmäßig) über alle Grenzen wächst.

Die Tangens-Funktion ist überall, auf ihrem ganzen Definitionsbereich, stetig, da die Polstellen selbst nicht im Definitionsbereich liegen.

Einfach, aber wahr: Eine Funktion kann nur an einer Stelle unstetig sein, an der sie überhaupt definiert ist.

FORMEL

Unstetige Funktionen: Sprünge und Schwankungen
Die beiden Funktionen sind an der Stelle 0 unstetig, sonst stetig.

FORMEL

Die links gezeigte Signum-Funktion hat im Nullpunkt einfach einen Sprung .

Eine raffiniertere Unstetigkeit weist die rechts gezeigte Funktion

f (x) = FORMEL
auf: Sie schwankt, oszilliert, im Nullpunkt zu stark.

Die handwedelnde Definition “Malen ohne Abzusetzen” versagt in diesem Fall bei der Frage stetig oder nicht stetig. Um zu entscheiden, ob die Funktion im Nullpunkt stetig ist, muss schon die mathematisch präzise Definition her (und ein darauf aufbauender ordentlicher Beweis).

Auch in diesem Sinne ist die Unstetigkeit raffinierter.

Zusammengefasst:

Stetige Funktionen hüpfen nicht, noch schwanken sie stark.