Continuity & Uniform Convergence Practice Quiz with a Step-by-Step Interactive Lesson
Use the question set below to practice continuity and uniform convergence using the most important definitions and theorems from real analysis: epsilon-delta continuity at a point, one-sided continuity and continuity on intervals, removable discontinuity, jump discontinuity, and infinite/essential discontinuity, algebra of continuous functions (sums, products, quotients, compositions), uniform continuity on sets and classic tests (like Heine-Cantor on compact intervals), pointwise convergence vs. uniform convergence of function sequences \((f_n)\), the sup norm \(\|f_n-f\|_\infty\) and what it means for uniform convergence, and key results like uniform convergence preserves continuity, plus the Weierstrass M-test for uniform convergence of series \(\sum f_n\). If you want a refresher with worked examples, click Start lesson.
How this continuity and uniform convergence practice works
- 1. Take the practice set: answer the continuity and uniform convergence questions below.
- 2. Open the lesson (optional): review \(\varepsilon\)-\(\delta\) definitions, uniform continuity, pointwise vs. uniform convergence, and fast tests with clear examples.
- 3. Retry: return to the question set and apply the definitions and theorems immediately.
What you will learn in the continuity and uniform convergence lesson
Continuity at a point (epsilon-delta)
- Definition: \(f\) is continuous at \(a\) if \(\forall \varepsilon>0\,\exists \delta>0\) such that \(|x-a|<\delta \Rightarrow |f(x)-f(a)|<\varepsilon\)
- Limit form: continuity at \(a\) means \(\lim_{x\to a} f(x)=f(a)\) (when the limit exists)
- Discontinuity types: removable, jump, and infinite/essential discontinuities (how to recognize each)
Continuity on intervals & core theorems
- Continuity on \([a,b]\): continuous at every point of the interval (including endpoints via one-sided limits)
- Extreme Value Theorem: continuous on \([a,b]\) \(\Rightarrow\) attains max and min
- Intermediate Value Theorem: continuous on \([a,b]\) \(\Rightarrow\) takes all values between \(f(a)\) and \(f(b)\)
Uniform continuity (stronger than continuity)
- Definition: \(\forall \varepsilon>0\,\exists \delta>0\) such that \(|x-y|<\delta \Rightarrow |f(x)-f(y)|<\varepsilon\) for all \(x,y\) in the set
- Heine-Cantor: continuous on a compact interval \([a,b]\) \(\Rightarrow\) uniformly continuous
- Common examples: polynomials are uniformly continuous on bounded intervals; \(x^2\) is not uniformly continuous on \(\mathbb{R}\)
Uniform convergence (sup norm) & preservation results
- Uniform convergence: \(f_n\to f\) uniformly if \(\sup_{x\in E}|f_n(x)-f(x)|\to 0\)
- Preserves continuity: if each \(f_n\) is continuous on \(E\) and \(f_n\to f\) uniformly, then \(f\) is continuous on \(E\)
- Weierstrass M-test: if \(|f_n(x)|\le M_n\) and \(\sum M_n\) converges, then \(\sum f_n\) converges uniformly (and absolutely) on \(E\)
Practice set
ความต่อเนื่อง การลู่เข้าแบบสม่ำเสมอ practice questions with instant score
Answer all 10 questions below, then get your final score and a mistake review at the end so you know exactly what to improve.
ฟังก์ชันใดต่อไปนี้ไม่ต่อเนื่องที่ \(x=0\)?
Correct answer: C. \(1/x\)
Explanation: \(1/x\) ไม่ได้กำหนดนิยาม (ดังนั้นจึงไม่ต่อเนื่อง) ที่ \(x=0\) ในขณะที่พหุนาม \(\sin x\) และ \(|x|\) ต่อเนื่องทุกจุด
ลำดับของฟังก์ชัน \(f_n(x)=x^n\) ลู่เข้าแบบสม่ำเสมอบนช่วง \([0,1)\) หรือไม่?
Correct answer: D. ลู่เข้าแบบจุดแต่ไม่ลู่เข้าแบบสม่ำเสมอ
Explanation: สำหรับแต่ละ \(x\) คงที่ที่อยู่ใน \([0,1)\) จะมี \(x^n\to0\) เมื่อ \(n\to\infty\) ดังนั้นจึงลู่เข้าแบบจุด อย่างไรก็ตาม เมื่อ \(x\to1^-\) ค่า \(x^n\) เข้าใกล้ 1 อย่างช้า และ \[ \sup_{x\in[0,1)}|x^n - 0| = 1 \] สำหรับทุก \(n\) ดังนั้นการลู่เข้าจึงไม่เป็นแบบสม่ำเสมอบน \([0,1)\)
ฟังก์ชัน \(f(x)=|x|\) ต่อเนื่องที่ \(x=0\) หรือไม่?
Correct answer: D. ใช่
Explanation: ฟังก์ชันค่าสัมบูรณ์ไม่มีรอยขาดหรือจุดกระโดด จึงต่อเนื่องที่ 0
ฟังก์ชัน \(f(x)=\lfloor x\rfloor\) ต่อเนื่องที่ \(x=1\) หรือไม่?
Correct answer: C. ไม่
Explanation: ฟังก์ชันปัดลงกระโดดจาก 0 ไป 1 ที่จุดจำนวนเต็ม ดังนั้นจึงไม่ต่อเนื่องที่ 1
ฟังก์ชันเป็นช่วง f(x)=\begin{cases}x & x≠2\\2 & x=2\end{cases} ต่อเนื่องที่ \(x=2\) หรือไม่?
Correct answer: A. ใช่
Explanation: ทั้งลิมิตและค่าของฟังก์ชันที่ 2 มีค่าเท่ากับ 2 จึงต่อเนื่องที่จุดนั้น
\(f(x)=\frac{x^2-4}{x-2}\) ต่อเนื่องที่ \(x=2\) หรือไม่ ถ้ากำหนดให้ \(f(2)=4\)?
Correct answer: C. ใช่
Explanation: ย่อได้เป็น \((x^2-4)/(x-2)=x+2\) และที่ 2 มีค่าเท่ากับ 4 ซึ่งตรงกับนิยาม ดังนั้นจึงต่อเนื่อง
\(f(x)=1/x\) ต่อเนื่องบนโดเมนของมันหรือไม่?
Correct answer: B. ใช่
Explanation: บนโดเมนของมันที่ x≠0 ฟังก์ชัน \(1/x\) ไม่มีรอยขาด จึงต่อเนื่องทุกจุดที่นิยามไว้
ฟังก์ชันใดต่อเนื่องแบบสม่ำเสมอบน \(\mathbb{R}\)?
Correct answer: B. \(\sin x\)
Explanation: \(\sin x\) มีความชันจำกัดและไม่มีจุดเอกฐาน จึงต่อเนื่องแบบสม่ำเสมอบน \(\mathbb{R}\) ทั้งหมด
\(f_n(x)=x/n\) ลู่เข้าแบบสม่ำเสมอไปยัง 0 บน \([0,5]\) หรือไม่?
Correct answer: B. ใช่
Explanation: \(\sup_{x\in[0,5]}|x/n|=5/n\to0\) ดังนั้นการลู่เข้าเป็นแบบสม่ำเสมอ
\(f_n(x)=x/n\) ลู่เข้าแบบสม่ำเสมอไปยัง 0 บน \([0,\infty)\) หรือไม่?
Correct answer: C. ไม่
Explanation: บนช่วงที่ไม่จำกัด ขอบเขตบนสูงสุดเป็นอนันต์สำหรับทุก \(n\) ดังนั้นจึงไม่ใช่การลู่เข้าแบบสม่ำเสมอ
Result
Your score: 0 / 10
Review your result below.

