Bence gayet güzel bir soru. Süreklilik tanımı belirttiğin gibi değil. Şöyle ki:
Tanım: ∅≠A⊆R, f∈RA ve a∈A olmak üzere
f, a'da sürekli
:⇔
(∀ϵ>0)(∃δ>0)(∀x∈A)(|x−a|<δ⇒|f(x)−f(a)|<ϵ)
Demek ki f, a'da sürekli
demek
(∀ϵ>0)(∃δ>0)(∀x∈A)(|x−a|<δ⇒|f(x)−f(a)|<ϵ)…(⋆)
önermesinin doğru olması anlamına geliyormuş. Bu
(⋆) önermesinin biraz daha anlamaya çalışalım ve önermeyi biraz gıdıklayalım.
f, a'da sürekli
:⇔
(∀ϵ>0)(∃δ>0)(∀x∈A)(|x−a|<δ⇒|f(x)−f(a)|<ϵ)
⇔
(∀ϵ>0)(∃δ>0)(x∈A⏟p⇒[x∈(a−δ,a+δ)⏟q⇒f(x)∈(f(a)−ϵ,f(a)+ϵ)⏟r])
Burada sürekliliğe küçük bir ara verelim ve biraz mantık yapalım.
p⇒(q⇒r)≡p′∨(q′∨r)≡(p′∨q′)∨r≡(p∧q)⇒r
olduğundan
x∈A⏟p⇒[x∈(a−δ,a+δ)⏟q⇒f(x)∈(f(a)−ϵ,f(a)+ϵ)⏟r]
önermesi yerine
[x∈A⏟p∧x∈(a−δ,a+δ)⏟q]⇒f(x)∈(f(a)−ϵ,f(a)+ϵ)⏟r
önermesini yazabiliriz.
Şimdi süreklilik tanımına kaldığımız yerden devam edebiliriz.
(∀ϵ>0)(∃δ>0)([x∈A∧x∈(a−δ,a+δ)]⇒f(x)∈(f(a)−ϵ,f(a)+ϵ))
⇔
(∀ϵ>0)(∃δ>0)([x∈A∩(a−δ,a+δ)]⇒f(x)∈(f(a)−ϵ,f(a)+ϵ))
⇔
(∀ϵ>0)(∃δ>0)[f(x)∈f[A∩(a−δ,a+δ)]⇒f(x)∈(f(a)−ϵ,f(a)+ϵ)]
⇔
(∀ϵ>0)(∃δ>0)[f[A∩(a−δ,a+δ)]⊆(f(a)−ϵ,f(a)+ϵ)]
⇔
(∀ϵ>0)(∃δ>0)[f[A∩(a−δ,a+δ)]⊆(f(a)−ϵ,f(a)+ϵ)]
Şimdi gerçel tanım kümeli ve gerçel değerli bir fonksiyonun sürekli olması ne demek olduğunu daha iyi anlayabiliriz. Şöyle ki: ∅≠A⊆R, f:A→R fonksiyon ve a∈A olsun.
Demek ki bir f fonksiyonunun a noktasında sürekli olması demek her ϵ>0 sayısı için öyle bir δ>0 sayısı bulmalıyız ki A kümesi ile a'nın δ komşuluğunun arakesitinde bulunan gerçel sayıların f fonksiyonu altındaki görüntüsünün f(a)'nın ϵ komşuluğu tarafından kapsanması anlamına geliyormuş.
Bu bilgiler ışığı altında sorunun cevabını kendin vermeye çalış.