تابع $g(x) = \begin{cases} x^2 & x \le 1 \\ x + 1 & x > 1 \end{cases}$ (شکل روبهرو) را در نظر میگیریم. چرا $g'(1)$ موجود نیست؟
حل تمرین کار در کلاس صفحه 78 ریاضی دوازدهم
برای اینکه تابع $g(x)$ در نقطهای مانند $x=1$ **مشتقپذیر** باشد، ابتدا باید در آن نقطه **پیوسته** باشد.
### 1. بررسی پیوستگی در $x = 1$
برای پیوستگی، باید حد چپ، حد راست و مقدار تابع در نقطه برابر باشند: $\lim_{x \to 1^-} g(x) = \lim_{x \to 1^+} g(x) = g(1)$.
1. **حد چپ ($x \to 1^-$):** از ضابطه $x^2$ استفاده میشود.
$$\lim_{x \to 1^-} g(x) = \lim_{x \to 1^-} x^2 = (1)^2 = 1$$
2. **حد راست ($x \to 1^+$):** از ضابطه $x + 1$ استفاده میشود.
$$\lim_{x \to 1^+} g(x) = \lim_{x \to 1^+} (x + 1) = 1 + 1 = 2$$
3. **مقدار تابع:** از ضابطه $x^2$ استفاده میشود (چون $x \le 1$).
$$g(1) = 1^2 = 1$$
**نتیجه پیوستگی:** چون حد چپ ($1$) و حد راست ($2$) با هم **برابر نیستند** ($\mathbf{1 \ne 2}$)، تابع $g(x)$ در $x=1$ **ناپیوسته** است. (همانطور که در نمودار، یک **جهش عمودی** از نقطه $(1, 1)$ به $(1, 2)$ دیده میشود.)
### 2. نتیجهگیری در مورد مشتقپذیری
$$\mathbf{\text{پاسخ:}} \text{ شرط لازم برای مشتقپذیری یک تابع در یک نقطه، پیوستگی تابع در آن نقطه است.}$$
$$\text{چون تابع } g(x) \text{ در } x=1 \text{ ناپیوسته است، بنابراین } \mathbf{g'(1) \text{ موجود نیست.}}$$