www.wikidata.id-id.nina.az
Dalam matematika fungsi kontinu dalam adalah jenis fungsi yang perubahan secara kontinu sinambung tanpa terpotong pada variabel fungsi mengakibatkan perubahan kontinu pada nilai keluaran fungsi Hal ini mengartikan nilai fungsi tidak pernah mengalami perubahan yang mendadak tiba tiba Gagasan intuitif kekontinuan mengilustrasikan fungsi kontinu sebagai fungsi yang grafiknya dapat digambar tanpa mengangkat kapur dari papan tulis Secara lebih teknis fungsi dikatakan kontinu jika perubahan kecil pada nilai fungsi dapat dipastikan cukup dengan membuat perubahan kecil pada variabelnya Fungsi yang tidak kontinu dikatakan fungsi takkontinu atau fungsi diskontinu Sampai pada abad ke 19 matematikawan sangat mengandalkan konsep kekontinuan yang intuitif Hal ini berubah sejak definisi epsilon delta dari limit diperkenalkan untuk memformalkan definisi kekontinuan Kekontinuan adalah salah satu konsep inti dalam kalkulus dan analisis matematika yang membahas fungsi dengan keluaran maupun variabelnya dapat berupa bilangan real atau kompleks Konsep kekontinuan juga diperumum untuk fungsi antar ruang metrik dan antar ruang topologis Fungsi jenis terakhir adalah fungsi kontinu yang paling umum dan definisinya menjadi dasar ilmu topologi Sebagai contoh fungsi h t yang memerikan tinggi bunga yang sedang tumbuh pada waktu t dapat dianggap fungsi kontinu Sebaliknya jika fungsi M t melambangkan jumlah uang di sebuah rekening bank pada waktu t nilai fungsi ini akan melompat ketika uang disimpan atau ditarik Hal ini menyebabkan M t adalah fungsi diskontinu Daftar isi 1 Sejarah 2 Fungsi real 2 1 Definisi 2 1 1 Definisi menggunakan bentuk limit fungsi 2 1 2 Definisi menggunakan lingkungan 2 1 3 Definisi menggunakan limit barisan 2 1 4 Definisi menggunakan epsilon delta 2 1 5 Definisi menggunakan fungsi kontrol 2 2 Membangun fungsi kontinu 2 3 Contoh fungsi takkontinu 2 4 Sifat sifat 2 4 1 Sebuah lemma yang berguna 2 4 2 Teorema nilai antara 2 4 3 Teorema nilai ekstrem 2 4 4 Hubungan dengan kediferensialan dan keterintegralan 3 Fungsi kontinu antar ruang metrik 3 1 Kekontinuan seragam Holder dan Lipschitz 4 Konsep yang berkaitan 5 Catatan 6 ReferensiSejarah SuntingSuatu bentuk definisi epsilon delta untuk kekontinuan pertama kali diberikan oleh Bernard Bolzano pada tahun 1817 Augustin Louis Cauchy mendefinisikan kekontinuan y f x displaystyle y f x sebagai berikut perubahan yang tak hingga kecilnya pada nilai a displaystyle alpha dari variabel bebas x displaystyle x akan selalu menghasilkan perubahan yang tak hingga kecilnya pada nilai f x a f x displaystyle f x alpha f x dari variabel terikat y displaystyle y lihat Cours d Analyse hal 34 Cauchy mendefinisikan besaran yang sangat kecil dalam bentuk besaran variabel dan definisinya tentang kontinuitas sangat mirip dengan definisi infinitesimal yang digunakan saat ini lihat mikrokontinuitas Definisi formal dan perbedaan antara kekontinuan bagian demi bagian pointwise dengan kekontinuan seragam pertama kali dinyatakan oleh Bolzano pada tahun 1830 an tetapi karya tersebut tidak dipublikasikan sampai tahun 1930 an Sama seperti Bolzano 1 Karl Weierstrass 2 menolak mengganggap fungsi bersifat kontinu di suatu titik c displaystyle c jika nilai fungsi tersebut tidak terdefinisi di c displaystyle c dan di kedua sisi titik itu Tetapi Edouard Goursat 3 memperbolehkan fungsi untuk hanya didefinisikan di c displaystyle c dan di salah satu sisinya Sedangkan Camille Jordan 4 bertindak jauh dengan mengijinkan fungsi bersifat kontinu bahkan jika fungsi hanya terdefinisi di titik c displaystyle c Ketiga definisi yang berbeda tentang kekontinuan bagian demi bagian itu masih digunakan saat ini 5 Terbitan oleh Eduard Heine pada tahun 1872 memberikan definisi pertama mengenai kekontinuan seragam tetapi gagasan itu didasarkan pada kuliah yang diberikan oleh Peter Gustav Lejeune Dirichlet pada tahun 1854 6 Fungsi real SuntingDefinisi Sunting Fungsi f x 1 x displaystyle f x tfrac 1 x kontinu pada domainnya R 0 displaystyle mathbb R setminus 0 tetapi tidak kontinu di titik x 0 displaystyle x 0 Sebuah fungsi real yakni fungsi yang memetakan bilangan real ke bilangan real dapat dinyatakan oleh sebuah grafik di bidang Kartesius Dinyatakan secara informal fungsi tersebut kontinu jika grafik dari fungsi berupa satu kurva utuh dengan domainnya adalah seluruh garis bilangan Definisi matematis yang lebih tegas rigor diberikan pada bagian artikel di bawah 7 Secara sederhana kekontinuan fungsi real umumnya didefinisikan dalam bentuk limit Sebuah fungsi f displaystyle f dengan variabel x displaystyle x dikatakan kontinu di bilangan real c displaystyle c jika limit dari f x displaystyle f x ketika x displaystyle x menuju c displaystyle c akan sama dengan f c displaystyle f c Terdapat beberapa definisi berbeda mengenai kekontinuan secara global dari fungsi yang bergantung dari bentuk domain fungsi tersebut Sebuah fungsi dikatakan kontinu pada selang buka jika selang tersebut berada dalam domain fungsi dan jika fungsi kontinu di setiap titik di selang tersebut Fungsi yang kontinu pada selang displaystyle infty infty yakni seluruh garis bilangan umumnya cukup disebut sebagai fungsi kontinu sebagian menyebut fungsi tersebut kontinu dimanapun Sebagai contoh semua fungsi polinomial kontinu dimanapun Sebuah fungsi dikatakan kontinu pada selang semi buka atau pada selang tutup jika selang tersebut berada dalam domain fungsi fungsi kontinu di setiap titik dalam interior di selang tersebut dan nilai fungsi pada ujung selang sama dengan nilai limit fungsi ketika variabel fungsi tersebut mendekati ujung selang dari sisi dalam selang Sebagai contoh fungsi f x x displaystyle f x sqrt x kontinu pada selang tutup buka 0 displaystyle 0 infty karena selang tersebut berada dalam domain fungsi lebih tepatnya selang tersebut adalah domain dari fungsi fungsi kontinu di setiap titik di 0 displaystyle 0 infty dan nilai f 0 displaystyle f 0 sama dengan nilai lim f x displaystyle lim f x ketika x 0 displaystyle x to 0 dari arah kanan Sebuah fungsi dikatakan takkontinu pada suatu titik jika titik tersebut berada di ketertutupan closure dari domainnya dan jika titik tersebut bukan bagian domain fungsi atau fungsi tidak kontinu pada titik tersebut Sebagai contoh fungsi x 1 x textstyle x mapsto frac 1 x dan x sin 1 x textstyle x mapsto sin frac 1 x takkontinu di x 0 displaystyle x 0 dan tetap takkontinu bahkan ketika nilai fungsi di titik tersebut didefinisikan Titik dimana fungsi takkontinu disebut titik ketakkontinuan atau diskontinuitas 8 Banyak fungsi yang ditemui umumnya memiliki domain berupa seluruh bilangan real kecuali untuk beberapa titik pencil Contoh fungsi jenis ini adalah fungsi x 1 x textstyle x mapsto frac 1 x dan x tan x displaystyle x mapsto tan x Ketika dibahas dalam konteks domain mereka fungsi jenis ini dapat dikatakan kontinu walaupun tidak kontinu dimanapun Dalam konteks lain khususnya perilaku fungsi di sekitar titik titik istimewa seperti x 0 displaystyle x 0 untuk x 1 x textstyle x mapsto frac 1 x fungsi jenis ini termasuk fungsi takkontinu Menggunakan notasi matematika ada beberapa cara untuk mendefinisikan fungsi kontinu berdasarkan tiga sudut pandang yang disebutkan di atas Untuk itu misalkanf D R displaystyle f D to mathbb R quad adalah fungsi yang terdefinisi pada suatu subset D displaystyle D dari himpunan bilangan real R displaystyle mathbb R Subset D displaystyle D ini adalah domain dari f displaystyle f Ketiga sudut pandang kekontinuan ada pada bentuk domain D R displaystyle D mathbb R yakni D displaystyle D adalah keseluruhan himpunan bilangan real atau untuk suatu bilangan real a displaystyle a dan b displaystyle b D a b x R a x b displaystyle D a b x in mathbb R mid a leq x leq b D displaystyle D berupa selang tutup atau D a b x R a lt x lt b displaystyle D a b x in mathbb R mid a lt x lt b D displaystyle D berupa selang buka Pada kasus domain D displaystyle D didefinisikan sebagai suatu selang buka titik a displaystyle a dan b displaystyle b tidak berada di D displaystyle D dan nilai dari f a displaystyle f a dan f b displaystyle f b tidak mempengaruhi kekontinuan fungsi pada D displaystyle D Definisi menggunakan bentuk limit fungsi Sunting Fungsi f displaystyle f dikatakan kontinu di titik c displaystyle c di domainnya jika limit dari f x displaystyle f x ketika x displaystyle x menuju c displaystyle c melalui domain f displaystyle f ada nilainya dan sama dengan f c displaystyle f c 9 Dalam notasi matematika hal ini ditulis sebagailim x c f x f c displaystyle lim x to c f x f c Definisi ini berlaku bagi ketiga sudut pandang Secara teknis terdapat tiga hal yang perlu dipenuhi agar fungsi bersifat kontinu Pertama f displaystyle f perlu terdefinisi di c displaystyle c sudah dijamin karena c displaystyle c berada di domain f displaystyle f Kedua nilai limit pada sisi kiri persamaan di atas harus ada Ketiga nilai dari limit ini harus sama dengan f c displaystyle f c Dalam definisi ini diasumsikan bahwa domain dari f displaystyle f tidak memiliki titik titik pencil 10 Definisi menggunakan lingkungan Sunting Sebuah lingkungan dari suatu titik c displaystyle c adalah himpunan yang berisi setidaknya semua titik yang jaraknya dengan c displaystyle c sama besar Secara intuitif sebuah fungsi bersifat kontinu di titik c displaystyle c jika semua lingkungan yang merupakan subset dari citra f displaystyle f dari c displaystyle c akan mengecil menjadi sebuah titik f c displaystyle f c ketika lebar lingkungan dari c displaystyle c mengecil ke nol Menyatakan dengan lebih rinci sebuah fungsi f displaystyle f kontinu di titik c displaystyle c di domainnya jika untuk sembarang lingkungan N 1 f c displaystyle N 1 f c ada suatu lingkungan N 2 c displaystyle N 2 c di domain fungsi tersebut sehingga f x N 1 f c displaystyle f x in N 1 f c kapanpun x N 2 c displaystyle x in N 2 c Definisi ini hanya memerlukan domain dan kodomainnya merupakan ruang topologis menjadikannya definisi yang paling umum Dari definisi ini disimpulkan fungsi f displaystyle f secara otomatis bersifat kontinu di setiap titik pencil fungsi tersebut Sebagai contoh spesifik semua fungsi bernilai real dengan domain himpunan bilangan bulat adalah fungsi kontinu Definisi menggunakan limit barisan Sunting Barisan exp 1 n displaystyle exp 1 n yang konvergen ke exp 0 displaystyle exp 0 Fungsi kontinu juga dapat didefinisikan dengan mengharuskan semua barisan x n n N displaystyle x n n in mathbb N dari titik titik di domain fungsi yang konvergen ke titik c displaystyle c akan menyebabkan barisan f x n n N displaystyle left f x n right n in mathbb N konvergen ke f c displaystyle f c Dalam notasi matematika definisi ini dapat dituliskan sebagai x n n N D lim n x n c lim n f x n f c displaystyle forall x n n in mathbb N subset D lim n to infty x n c Rightarrow lim n to infty f x n f c Definisi menggunakan epsilon delta Sunting Ilustrai definisi epsilon delta Untuk titik c 2 displaystyle c 2 dan e 0 5 displaystyle varepsilon 0 5 nilai d 0 5 displaystyle delta 0 5 dapat memenuhi kondisi yang diperlukan definisi Dengan menyertakan secara eksplisit definisi limit fungsi ke dalam definisi kekontinuan fungsi kontinu dapat dijelaskan tanpa perlu merujuk ke konsep limit Dalam definisi ini misalkan sebuah fungsi f D R displaystyle f D to mathbb R yang didefinisikan pada bagian di atas dan sebuah titik x 0 displaystyle x 0 di domain D displaystyle D Fungsi f displaystyle f dikatakan kontinu di titik x 0 displaystyle x 0 jika kondisi berikut dipenuhi Untuk setiap bilangan e gt 0 displaystyle varepsilon gt 0 sekecil apapun itu akan ada suatu bilangan d gt 0 displaystyle delta gt 0 sehingga untuk semua x displaystyle x di D displaystyle D dengan x 0 d lt x lt x 0 d displaystyle x 0 delta lt x lt x 0 delta berlakuf x 0 e lt f x lt f x 0 e displaystyle f left x 0 right varepsilon lt f x lt f x 0 varepsilon Definisi tersebut dapat ditulis ulang fungsi f D R displaystyle f D to mathbb R kontinu di x 0 D displaystyle x 0 in D mengartikan untuk setiap e gt 0 displaystyle varepsilon gt 0 ada sebuah d gt 0 displaystyle delta gt 0 sehingga untuk semua x D displaystyle x in D x x 0 lt d mengakibatkan f x f x 0 lt e displaystyle left x x 0 right lt delta text mengakibatkan f x f x 0 lt varepsilon Secara intuitif jika seseorang ingin membuat semua nilai f x displaystyle f x berada di dalam suatu lingkungan kecil di sekitar f x 0 displaystyle f left x 0 right ia cukup memilih sebuah lingkungan yang cukup kecil bagi nilai x displaystyle x di sekitar titik x 0 displaystyle x 0 Bila proses ini dapat dilakukan seberapapun kecilnya lingkungan untuk f x displaystyle f x maka f displaystyle f kontinu di x 0 displaystyle x 0 Weierstrass mengharuskan selang x 0 d lt x lt x 0 d displaystyle x 0 delta lt x lt x 0 delta seluruhnya berada di dalam domain D displaystyle D namun Jordan menunjukkan syarat ini dapat dihilangkan Definisi menggunakan fungsi kontrol Sunting Dalam penulisan bukti dan analisis matematika terkadang dibutuhkan pemahaman mengenai seberapa cepat limit suatu fungsi akan konvergen Salah satu cara mengetahuinya adalah dengan mengontrol nilai selisih Konsep ini dapat diformalkan menjadi sebuah definisi untuk kekontinuan Sebuah fungsi C 0 0 displaystyle C 0 infty to 0 infty disebut sebagai fungsi kontrol jika C displaystyle C adalah fungsi tak turun inf d gt 0 C d 0 displaystyle inf delta gt 0 C delta 0 Sebuah f D R displaystyle f D to R dikatakan kontinu C displaystyle C di x 0 displaystyle x 0 jika untuk setiap x displaystyle x di D displaystyle D berlaku f x f x 0 C x x 0 displaystyle f x f x 0 leq C left left x x 0 right right Sebuah fungsi f displaystyle f dikatakan kontinu di x 0 displaystyle x 0 jika fungsi tersebut kontinu C displaystyle C untuk suatu fungsi kontrol C displaystyle C Pendekatan ini memungkinkan untuk memperlengkap konsep kekontinuan dengan menyertakan himpunan fungsi kontrol yang dipenuhi f displaystyle f Untuk sebuah himpunan fungsi kontrol C displaystyle mathcal C sebuah fungsi disebut kontinu C displaystyle mathcal C jika fungsi tersebut kontinu C displaystyle C untuk suatu C C displaystyle C in mathcal C Sebagai contoh fungsi Lipschitz dan fungsi kontinu Holder dengan pangkat a dapat didefinisikan dengan menggunakan himpunan fungsi kontrolC L i p s c h i t z C C d K d K gt 0 displaystyle mathcal C mathrm Lipschitz C C delta K delta K gt 0 Mirip dengan itu C Holder a C C d K d a K gt 0 displaystyle mathcal C text Holder alpha C C delta K delta alpha K gt 0 Membangun fungsi kontinu Sunting Grafik dari sebuah fungsi kubik tidak memiliki loncatan maupun lubang Fungsi kubik seperti semua fungsi polinomial lainnya bersifat kontinu Proses mengecek kekontinuan suatu fungsi dapat disederhanakan dengan memeriksa syarat syarat kekontinuan pada bagian bagian fungsi Dapat dibuktikan bahwa penjumlahan dua fungsi yang kontinu pada suatu domain akan menghasilkan fungsi yang juga kontinu pada domain tersebut Misalkanf g D R displaystyle f g colon D to mathbb R hasil penjumlahan fungsi fungsi kontinus f g displaystyle s f g yang didefinisikan oleh s x f x g x displaystyle s x f x g x untuk setiap x D displaystyle x in D adalah sebuah fungsi kontinu di D displaystyle D Sifat yang serupa juga berlaku untuk hasil perkalian fungsi fungsi kontinu p f g displaystyle p f cdot g yang didefinisikan oleh p x f x g x displaystyle p x f x cdot g x untuk setiap x D displaystyle x in D adalah sebuah fungsi kontinu di D displaystyle D Dengan mengombinasikan kedua sifat tersebut dapat dibuktikan bahwa semua fungsi polinomial di R displaystyle mathbb R bersifat kontinu sebagai contoh fungsi f x x 3 x 2 5 x 3 displaystyle f x x 3 x 2 5x 3 dengan menggunakan fakta fungsi konstan dan fungsi identitas I x x displaystyle I x x bersifat kontinu di R displaystyle mathbb R Grafik dari fungsi pecahan Fungsi ini tidak terdefinisi untuk x 2 displaystyle x 2 Garis vertikal dan horizontal disebut dengan asimtot Dengan menggunakan cara yang sama dapat ditunjukkan bahwa hasil kebalikan dari sebuah fungsi kontinur 1 f displaystyle r 1 f yang didefinisikan oleh r x 1 f x displaystyle r x 1 f x untuk setiap x D displaystyle x in D yang memenuhi f x 0 displaystyle f x neq 0 adalah fungsi yang kontinu di D x f x 0 displaystyle D setminus x f x 0 Hal ini mengakibatkan fungsi pecahan dari fungsi fungsi kontinuq f g displaystyle q f g yang didefinisikan oleh q x f x g x displaystyle q x f x g x untuk setiap x D displaystyle x in D yang memenuhi g x 0 displaystyle g x neq 0 bersifat kontinu kecuali di akar akar dari g x displaystyle g x Domain dari q x displaystyle q x adalah D x g x 0 displaystyle D setminus x g x 0 Sebagai contoh fungsi lihat gambar y x 2 x 1 x 2 displaystyle y x frac 2x 1 x 2 terdefinisi dan kontinu untuk semua bilangan real x 2 displaystyle x neq 2 menyebabkan fungsi tersebut kontinu Diskusi mengenai kekontinuan fungsi di titik x 2 displaystyle x 2 tidak muncul karena x 2 displaystyle x 2 bukan anggota domain dari y displaystyle y Tidak ada fungsi F R R displaystyle F mathbb R to mathbb R yang kontinu dan nilainya sama dengan y x displaystyle y x untuk semua x 2 displaystyle x neq 2 Grafik fungsi sin x x displaystyle sin x x dan cos x displaystyle cos x Contoh lain adalah fungsi G x sin x x displaystyle G x sin x x yang terdefinisi dan kontinu untuk bilangan real x 0 displaystyle x neq 0 Tetapi berbeda dengan contoh sebelumnya fungsi G x displaystyle G x dapat diperluas menjadi sebuah fungsi kontinu pada semua bilangan real Hal ini dilakukan dengan mendefinisikan nilai G 0 displaystyle G 0 sebagai 1 yakni nilai limit dari G x displaystyle G x ketika x displaystyle x menuju 0 Dengan kata lain G 0 lim x 0 sin x x 1 displaystyle G 0 lim x to 0 frac sin x x 1 Sehingga dengan membuat G x sin x x jika x 0 1 jika x 0 displaystyle G x begin cases frac sin x x amp text jika x neq 0 1 amp text jika x 0 end cases fungsi G x displaystyle G x bersifat kontinu pada semua bilangan real Istilah ketakkontinuan terhapuskan 11 digunakan untuk menyebut titik takkontinu yang dapat didefinisikan ulang agar fungsi bersifat kontinu di titik tersebut Konstruksi fungsi kontinu yang lebih rumit melibatkan komposisi fungsi Misalkan dua fungsi kontinug D g R R g R dan f D f R R f D g displaystyle g D g subseteq mathbb R to R g subseteq mathbb R quad text dan quad f D f subseteq mathbb R to R f subseteq D g fungsi komposisi keduanya yang dituliskan sebagai c g f D f R g displaystyle c g circ f D f to R g dan didefinisikan oleh c x g f x displaystyle c x g f x adalah fungsi kontinu Konstruksi ini dapat digunakan untuk membuktikan sebagai contoh fungsi e sin ln x displaystyle e sin ln x bersifat kontinu untuk semua x gt 0 displaystyle x gt 0 Contoh fungsi takkontinu Sunting Plot dari fungsi tanda signum Ilustrasi ini menunjukkan bahwa nilai lim n sgn 1 n displaystyle lim n to infty operatorname sgn left tfrac 1 n right tidak sama dengan nilai sgn lim n 1 n displaystyle operatorname sgn left lim n to infty tfrac 1 n right Alhasil fungsi tanda takkontinu di 0 Sebuah contoh dari fungsi takkontinu adalah fungsi tangga Heaviside H displaystyle H yang didefinisikan sebagai H x 1 jika x 0 0 jika x lt 0 displaystyle H x begin cases 1 amp text jika x geq 0 0 amp text jika x lt 0 end cases Untuk mengetahui penyebab ketakkontinuan dari fungsi pilih sebagai contoh nilai e 1 2 displaystyle varepsilon 1 2 Tidak ada lingkungan d displaystyle delta sekitar x 0 displaystyle x 0 dalam kata lain tidak ada selang buka d d displaystyle delta delta dengan d gt 0 displaystyle delta gt 0 yang membuat semua nilai H x displaystyle H x berada di dalam lingkungan e displaystyle varepsilon sekitar H 0 displaystyle H 0 yaitu selang 1 1 2 1 1 2 displaystyle 1 tfrac 1 2 1 tfrac 1 2 Secara intuitif titik ini adalah tipe ketakkontinuan berupa loncatan pada nilai fungsi Mirip dengan contoh sebelumnya fungsi tanda atau fungsi signum sgn x 1 jika x gt 0 0 jika x 0 1 jika x lt 0 displaystyle operatorname sgn x begin cases 1 amp text jika x gt 0 0 amp text jika x 0 1 amp text jika x lt 0 end cases takkontinu di x 0 displaystyle x 0 namun kontinu dimanapun selain titik itu Contoh lain lagi adalah fungsi f x sin x 2 jika x 0 0 jika x 0 displaystyle f x begin cases sin left x 2 right amp text jika x neq 0 0 amp text jika x 0 end cases yang juga kontinu dimanapun selain titik x 0 displaystyle x 0 Plot titik titik dari fungsi Thomae pada selang 0 1 Titik tertinggi pada plot ini menunjukkan f 1 2 1 2 Selain sejumlah bentuk kekontinuan dan ketakkontinuan di atas terdapat fungsi dengan perilaku yang diluar nalar sebagai contoh adalah fungsi Thomaef x 1 jika x 0 1 q jika x p q dalam bentuk paling sederhana adalah bilangan rasional 0 jika x bilangan irasional displaystyle f x begin cases 1 amp text jika x 0 frac 1 q amp text jika x frac p q text dalam bentuk paling sederhana adalah bilangan rasional 0 amp text jika x text bilangan irasional end cases bersifat kontinu di semua bilangan irasional namun takkontinu di semua bilangan rasional Contoh lain adalah fungsi Dirichlet yakni fungsi indikator untuk himpunan bilangan rasional D x 0 jika x irasional R Q 1 jika x rasional Q displaystyle D x begin cases 0 amp text jika x text irasional in mathbb R setminus mathbb Q 1 amp text jika x text rasional in mathbb Q end cases adalah fungsi takkontinu dimanapun Sifat sifat Sunting Sebuah lemma yang berguna Sunting Misalkan f x displaystyle f x adalah fungsi yang kontinu di suatu titik x 0 displaystyle x 0 dan y 0 displaystyle y 0 adalah nilai yang memenuhi y 0 f x 0 displaystyle y 0 neq f left x 0 right Maka akan berlaku f x y 0 displaystyle f x neq y 0 pada semua titik pada suatu lingkungan dari x 0 displaystyle x 0 12 Hal ini dapat dibuktikan dengan menggunakan definisi dari kekontinuan dengan memilih e y 0 f x 0 2 gt 0 displaystyle varepsilon tfrac y 0 f x 0 2 gt 0 akan ada d gt 0 displaystyle delta gt 0 sehingga f x f x 0 lt y 0 f x 0 2 kapanpun x x 0 lt d displaystyle left f x f x 0 right lt frac left y 0 f x 0 right 2 quad text kapanpun quad x x 0 lt delta Anggap ada sebuah titik di lingkungan x x 0 lt d displaystyle x x 0 lt delta yang memenuhi f x y 0 displaystyle f x y 0 akan didapati sebuah kontradiksi karena mengakibatkan f x 0 y 0 lt f x 0 y 0 2 displaystyle left f x 0 y 0 right lt frac left f x 0 y 0 right 2 Teorema nilai antara Sunting Teorema nilai antara adalah sebuah teorema keberadaan yang didasarkan pada sifat kelengkapan completeness dari bilangan real Teorema ini menyatakan Jika fungsi bernilai real f displaystyle f kontinu pada selang tutup a b displaystyle a b dan k displaystyle k adalah suatu bilangan di antara f a displaystyle f a dan f b displaystyle f b maka ada bilangan c a b displaystyle c in a b yang memenuhi f c k displaystyle f c k Sebagai ilustrasi teorema ini misalkan seorang anak yang bertambah tinggi dari 1 m pada usia dua tahun menjadi 1 5 m pada usia enam tahun Akan ada waktu di antara tahun kedua dan tahun keenam ketika tinggi anak tersebut sama dengan 1 25 m Salah satu akibat teorema ini jika f displaystyle f kontinu pada a b displaystyle a b dan f a displaystyle f a dan f b displaystyle f b berbeda tanda maka ada titik c a b displaystyle c in a b sehingga f c displaystyle f c bernilai nol Dengan kata lain fungsi f displaystyle f memiliki akar pada selang a b displaystyle a b Teorema nilai ekstrem Sunting Teorema nilai ekstrem menyatakan jika sebuah fungsi f displaystyle f terdefinisi pada suatu selang tutup a b displaystyle a b atau sembarang himpunan tertutup dan terbatas dan kontinu di domain itu maka fungsi memilliki nilai maksimum Dengan kata lain ada nilai c a b displaystyle c in a b dengan f c f x displaystyle f c geq f x untuk setiap x a b displaystyle x in a b Teorema yang sama juga berlaku untuk nilai minimum dari f displaystyle f Teorema ini secara umum tidak berlaku untuk fungsi dengan domain a b displaystyle a b atau sembarang himpunan yang tidak tertutup sekaligus terbatas Sebagai contoh fungsi kontinu f x 1 x displaystyle f x tfrac 1 x yang terdefinisi pada interval buka 0 1 displaystyle 0 1 tidak memiliki nilai maksimum karena nilai fungsi tidak terbatas dari atas Hubungan dengan kediferensialan dan keterintegralan Sunting Lihat pula Kemulusan Kelas keterdiferensialan dan Kemulusan Kemulusan kurva dan permukaan Dapat ditunjukkan bahwa semua fungsi terdiferensialkan f a b R displaystyle f a b to mathbb R bersifat kontinu Namun kebalikannya tidak berlaku sebagai contoh fungsi nilai mutlakf x x x jika x 0 x jika x lt 0 displaystyle f x x begin cases x amp text jika x geq 0 x amp text jika x lt 0 end cases yang kontinu dimanapun Fungsi ini tidak terdiferensialkan di x 0 displaystyle x 0 namun terdiferensialkan di semua titik selain ini Fungsi Weierstrass adalah contoh dari fungsi yang kontinu dimanapun namun takkontinu dimanapun Turunan f x displaystyle f x dari fungsi f x displaystyle f x tidak harus bersifat kontinu Jika f x displaystyle f x kontinu fungsi f x displaystyle f x dikatakan terdiferensialkan secara kontinu Himpunan dari fungsi fungsi jenis ini dinyatakan dengan C 1 displaystyle C 1 Secara umum himpunan fungsi f W R displaystyle f Omega to mathbb R dengan W displaystyle Omega berupa selang buka yang dapat diturunkan sebanyak n displaystyle n kali dan turunan ke n displaystyle n dari f displaystyle f bersifat kontinu dinotasikan dengan C n W displaystyle C n Omega Dalam bidang grafika komputer sifat sifat yang berkaitan namun tidak sama dengan C 0 C 1 C 2 displaystyle C 0 C 1 C 2 terkadang disebut G 0 displaystyle G 0 kekontinuan posisi G 1 displaystyle G 1 kekontinuan garis singgung dan G 2 displaystyle G 2 kekontinuan kelengkungan kurvatur Setiap fungsi kontinu f a b R displaystyle f a b to mathbb R dapat diintegralkan sebagai contoh dalam konteks integral Riemann Kebalikannya tidak berlaku seperti yang ditunjukkan oleh fungsi tanda contoh fungsi terintegralkan namun takkontinu Fungsi kontinu antar ruang metrik SuntingKonsep fungsi bernilai real kontinu dapat perumum untuk fungsi antar ruang metrik Ruang metrik adalah sebuah himpunan X displaystyle X yang dilengkapi dengan sebuah fungsi d X displaystyle d X disebut metrik fungsi ini dapat dianggap sebagai ukuran jarak antara dua elemen di X displaystyle X Secara formal metrik adalah fungsi d X X X R displaystyle d X colon X times X rightarrow mathbb R yang memenuhi sejumlah persyaratan terutama pertidaksamaan segitiga Untuk sembarang dua ruang metrik X d X displaystyle X d X dan Y d Y displaystyle Y d Y sebuah fungsi f X Y displaystyle f colon X rightarrow Y dikatakan kontinu terhadap metrik yang digunakan di titik c X displaystyle c in X jika untuk sembarang bilangan real positif e displaystyle varepsilon akan terdapat bilangan real positif d displaystyle delta sehingga semua nilai x X displaystyle x in X yang memenuhi d X x c lt d displaystyle d X x c lt delta juga akan memenuhi d Y f x f c lt e displaystyle d Y f x f c lt varepsilon Seperti pada kasus fungsi real di bagian sebelumnya definisi ini setara dengan syarat bahwa untuk setiap barisan x n X displaystyle x n in X dengan nilai limit lim x n c displaystyle lim x n c haruslah lim f x n f c displaystyle lim f x n f c Syarat ini dapat diperlemah menjadi fungsi f displaystyle f kontinu jika dan hanya jika untuk setiap barisan x n X displaystyle x n in X yang konvergen ke c displaystyle c dan c displaystyle c berada di domainf displaystyle f barisan f x n displaystyle f x n adalah barisan Cauchy Himpunan titik dimana sebuah fungsi antar ruang metrik bersifat kontinu disebut dengan himpunan G d displaystyle G delta yang berasal dari definisi kekontinuan menggunakan epsilon delta Salah satu contoh penggunaan konsep kekontinuan ini ada di analisis fungsional Sebuah definisi yang penting dalam cabang matematika ini menyatakan bahwa sebuah operator linearT V W displaystyle T V to W antar ruang vektor bernorma V displaystyle V dan W displaystyle W yakni ruang vektor yang dilengkapi suatu norma x displaystyle x bersifat kontinu jika dan hanya jika operator tersebut terbatas yakni terdapat konstanta K displaystyle K yang menyebabkan T x K x displaystyle T x leq K x untuk semua x V displaystyle x in V Kekontinuan seragam Holder dan Lipschitz Sunting Untuk fungsi kontinu Lipschitz terdapat kerucut ganda ditampilkan dalam warna putih yang pusat kecurut tersebut dapat bergerak di sepanjang grafik dari fungsi dan tidak pernah ada bagian dari grafik fungsi yang berada di dalam kerucut Konsep kekontinuan fungsi antar ruang metrik pada bagian sebelumnya dapat diperkuat dengan membatasi bagaimana nilai d displaystyle delta terikat pada e displaystyle varepsilon dan titik c displaystyle c yang dapat dilakukan dalam berbagai cara Secara informal fungsi f displaystyle f disebut kontinu seragam jika pemilihan nilai d displaystyle delta tidak tergantung pada titik c displaystyle c Lebih tepatnya fungsi kontinu seragam perlu memenuhi kondisi berikut untuk setiap bilangan real e gt 0 displaystyle varepsilon gt 0 akan ada d gt 0 displaystyle delta gt 0 sehingga untuk setiap c b X displaystyle c b in X yang memenuhi d X b c lt d displaystyle d X b c lt delta juga akan memenuhi d Y f b f c lt e displaystyle d Y f b f c lt varepsilon Jadi setiap fungsi yang kontinu seragam adalah fungsi kontinu Kebalikannya tidak berlaku secara umum tetapi berlaku bila domain X displaystyle X berupa ruang kompak Peta kontinu seragam dapat didefinisikan dalam situasi ruang seragam yang lebih umum 13 Sebuah fungsi disebut kontinu Holder pangkat a displaystyle alpha berupa bilangan real jika ada konstanta K displaystyle K sehingga untuk semua b c X displaystyle b c in X akan berlaku pertidaksamaan d Y f b f c K d X b c a displaystyle d Y f b f c leq K cdot d X b c alpha Semua fungsi kontinu Holder bersifat kontinu seragam Kasus khusus a 1 displaystyle alpha 1 disebut sebagai kekontinuan Lipschitz Artinya suatu fungsi kontinu Lipschitz jika ada konstanta K displaystyle K sedemikian rupa sehingga pertidaksamaan d Y f b f c K d X b c displaystyle d Y f b f c leq K cdot d X b c berlaku untuk sembarang b c X displaystyle b c in X 14 Kondisi Lipschitz digunakan contohnya dalam teorema Picard Lindelof yang membahas tentang solusi persamaan diferensial biasa Konsep yang berkaitan SuntingJika fungsi f S Y displaystyle f S to Y adalah suatu fungsi kontinu dari suatu subset S displaystyle S dari ruang topologis X displaystyle X maka perluasan kontinu dari f displaystyle f ke X displaystyle X adalah sembarang fungsi kontinu F X Y displaystyle F X to Y dengan F s f s displaystyle F s f s untuk setiap s S displaystyle s in S kondisi ini sering ditulis sebagai f F S displaystyle f F big vert S Secara informal itu adalah sembarang fungsi F X Y displaystyle F X to Y yang membatasi f displaystyle f pada S displaystyle S Konsep ini digunakan sebagai contoh dalam teorema perluasan Tietze dan teorema Hahn Banach Jika f S Y displaystyle f S to Y tidak kontinu maka tidak mungkin fungsi tersebut memiliki perluasan kontinu Jika Y displaystyle Y adalah suatu ruang Hausdorff dan S displaystyle S adalah himpunan rapat dari X displaystyle X maka fungsi perluasan kontinu dari f S Y displaystyle f S to Y ke X displaystyle X jika itu ada bersifat unik Banyak cabang matematika lainnya menggunakan konsep kekontinuan dalam konteks berbeda namun memiliki makna yang mirip Sebagai contoh dalam teori urutan fungsi kekal urutan order preserving function f X Y displaystyle f X to Y antar jenis himpunan terurut parsial tertentu X displaystyle X dan Y displaystyle Y dikatakan kontinu jika untuk setiap himpunan berarah A displaystyle A dari X displaystyle X berlaku hubungan sup f A f sup A displaystyle sup f A f sup A Notasi sup displaystyle sup tersebut masing masing menyatakan supremum terhadap urutan dalam X displaystyle X dan Y displaystyle Y Konsep kekontinuan ini sama kekontinuan topologis ketika himpunan urutan parsial merupakan subset dari topologi Scott butuh pemastian 15 16 Dalam teori kategori sebuah fungtorF C D displaystyle F mathcal C to mathcal D antar dua kategori dikatakan kontinu jika fungsi tersebut komutatif dengan limit yang kecil Secara matematis lim i I F C i F lim i I C i displaystyle varprojlim i in I F C i cong F left varprojlim i in I C i right untuk sembarang diagram yang kecil yaitu yang diindeks dengan sebuah himpunan I displaystyle I bukan sebuah kelas dari objek di C displaystyle mathcal C Sebuah ruang kekontinuan adalah perumuman dari ruang metrik dan poset 17 18 dan dapat digunakan untuk menyatukan konsep dari ruang metrik dan domain 19 Catatan Sunting Wikimedia Commons memiliki media mengenai Continuity functions Bolzano Bernard 1817 Rein analytischer Beweis des Lehrsatzes dass zwischen je zwey Werthen die ein entgegengesetztes Resultat gewaehren wenigstens eine reele Wurzel der Gleichung liege Prague Haase Dugac Pierre 1973 Elements d Analyse de Karl Weierstrass Arsip untuk Sejarah Ilmu Tepat 10 41 176 doi 10 1007 bf00343406 Goursat E 1904 Sebuah kursus dalam analisis matematika Boston Ginn hlm 2 Jordan M C 1893 Cours d analyse de l Ecole polytechnique 1 edisi ke 2nd Paris Gauthier Villars hlm 46 Harper J F 2016 Mendefinisikan kesinambungan fungsi nyata dari variabel nyata BSHM Bulletin Journal of the British Society for the History of Mathematics 1 16 doi 10 1080 17498430 2015 1116053 Rusnock P Kerr Lawson A 2005 Bolzano dan keseragaman kontinuitas Historia Mathematica 32 3 303 311 doi 10 1016 j hm 2004 11 003 Speck Jared 2014 Continuity and Discontinuity PDF MIT Math hlm 3 Diarsipkan dari versi asli PDF tanggal 2016 10 06 Diakses tanggal 2016 09 02 Example 5 The function 1 x displaystyle 1 x is continuous on 0 displaystyle 0 infty and on 0 displaystyle infty 0 i e for x gt 0 displaystyle x gt 0 and for x lt 0 displaystyle x lt 0 in other words at every point in its domain However it is not a continuous function since its domain is not an interval It has a single point of discontinuity namely x 0 displaystyle x 0 and it has an infinite discontinuity there Parameter url status yang tidak diketahui akan diabaikan bantuan Discontinuity Glosarium Pusat Bahasa Departemen Pendidikan Nasional Republik Indonesia Diarsipkan dari versi asli tanggal 2023 06 13 Diakses tanggal 2022 03 12 Lang Serge 1997 Undergraduate analysis Undergraduate Texts in Mathematics edisi ke 2nd Berlin New York Springer Verlag ISBN 978 0 387 94841 6 section II 4 Asumsi ini dapat dihilangkan dengan melihat jenis titik pencil Definisi kekontinuan dapat diterapkan pada titik pencil berupa titik limit Sedangkan pada titik pencil c yang bukan titik limit nilai limit f x ketika x menuju c secara otomatis akan sama dengan f c Removeable discontinuity Glosarium Pusat Bahasa Departemen Pendidikan Republik Indonesia Diarsipkan dari versi asli tanggal 2023 06 13 Diakses tanggal 2022 03 14 Brown James Ward 2009 Complex Variables and Applications edisi ke 8th McGraw Hill hlm 54 ISBN 978 0 07 305194 9 Gaal Steven A 2009 Topologi himpunan titik New York Dover Publications ISBN 978 0 486 47222 5 section IV 10 Searcoid Micheal o 2006 Ruang metrik Springer undergraduate mathematics series Berlin New York Springer Verlag ISBN 978 1 84628 369 7 diarsipkan dari versi asli tanggal 2023 07 26 diakses tanggal 2020 09 04 bagian 9 4 Goubault Larrecq Jean 2013 Non Hausdorff Topology and Domain Theory Selected Topics in Point Set Topology Cambridge University Press ISBN 978 1107034136 Gierz G Hofmann K H Keimel K Lawson J D Mislove M W Scott D S 2003 Continuous Lattices and Domains Encyclopedia of Mathematics and its Applications 93 Cambridge University Press ISBN 0521803381 Flagg R C 1997 Quantales and continuity spaces Algebra Universalis 37 3 257 276 CiteSeerX 10 1 1 48 851 doi 10 1007 s000120050018 Parameter s2cid yang tidak diketahui akan diabaikan bantuan Kopperman R 1988 All topologies come from generalized metrics American Mathematical Monthly 95 2 89 97 doi 10 2307 2323060 JSTOR 2323060 Flagg B Kopperman R 1997 Continuity spaces Reconciling domains and metric spaces Theoretical Computer Science 177 1 111 138 doi 10 1016 S0304 3975 97 00236 3 Referensi SuntingHazewinkel Michiel ed 2001 1994 Fungsi kontinu Encyclopedia of Mathematics Springer Science Business Media B V Kluwer Academic Publishers ISBN 978 1 55608 010 4 Diperoleh dari https id wikipedia org w index php title Fungsi kontinu amp oldid 23907661