In matematica, il modulo di continuità è uno strumento per misurare il comportamento di una funzione. È un modo per descrivere quantitativamente la dipendenza di ${\displaystyle \delta }$ da ${\displaystyle \epsilon }$ nella definizione di uniforme continuità.

La definizione è stata introdotta da Henri Lebesgue nel 1910 in riferimento all'oscillazione di una trasformata di Fourier, ma il concetto era conosciuto già da tempo. De la Vallée Poussin nel 1919 nominava come termine alternativo "modulo di oscillazione", ma concludeva "ma continueremo a usare "modulo di continuità" per sottolineare l'uso che vogliamo farne".

Siano ${\displaystyle f\colon \Omega \rightarrow \mathbb {R} }$ una funzione di dominio ${\displaystyle \Omega \subset \mathbb {R} }$ aperto a valori in ${\displaystyle \mathbb {R} }$, ${\displaystyle x_{0}}$ un punto di ${\displaystyle \Omega }$ e ${\displaystyle \delta }$ un numero reale positivo. Si definisce modulo di continuità locale di ${\displaystyle f}$ in ${\displaystyle x_{0}}$ una funzione ${\displaystyle \omega _{x_{0}}\colon \mathbb {R^{+}} \rightarrow \mathbb {R^{+}} }$ tale che

${\displaystyle |f(x_{0})-f(x)|\leq \omega _{x_{0}}(\delta ),\qquad \forall x\in \Omega {\text{ tale che }}|x_{0}-x|\leq \delta .}$

È invece detto modulo di continuità globale una funzione ${\displaystyle \omega \colon \mathbb {R^{+}} \rightarrow \mathbb {R^{+}} }$ tale che

${\displaystyle |f(x_{0})-f(x)|\leq \omega (\delta ),\qquad \forall x,x_{0}\in \Omega {\text{ tali che }}|x-x_{0}|\leq \delta .}$

La definizione si può facilmente estendere a funzioni tra spazi normati sostituendo al modulo la norma dello spazio selezionato. Il modulo di continuità misura l'uniforme continuità della funzione ${\displaystyle f}$.

Si dimostra che ${\displaystyle f}$ è continua in ${\displaystyle x_{0}}$ se e solo se essa ammette un modulo di continuità locale ${\displaystyle \omega _{x_{0}}}$ tale che ${\displaystyle \lim _{\delta \rightarrow 0}\omega _{x_{0}}(\delta )=0}$.
Analogamente, si dimostra che una funzione ${\displaystyle f}$ è uniformemente continua se e solo se ammette un modulo di continuità globale ${\displaystyle \omega _{f}}$ tale che ${\displaystyle \lim _{\delta \rightarrow 0}\omega _{f}(\delta )=0}$
Un insieme di funzioni continue ${\displaystyle A}$ è equicontinuo se e solo se le funzioni ammettono un modulo di continuità comune.

La connessione tra regolarità in termini di funzione liscia e modulo di continuità per funzioni definita sull'intera retta reale è molto delicata. Basti ad esempio la considerazione che, se ${\displaystyle f=\sin(x^{2})}$, ${\displaystyle \omega _{f}(\delta )=2}$ per ogni ${\displaystyle \delta }$, anche se ${\displaystyle \sin(x^{2})}$ è infinitamente differenziabile. La discussione si fa più particolareggiata se il dominio è un intervallo chiuso (più in generale uno spazio compatto).

Per una funzione derivabile su un intervallo, con derivata limitata, il modulo di continuità ha crescita sub-lineare, cioè soddisfa:

${\displaystyle \omega _{f}(\delta )\leq C\delta }$

per una costante ${\displaystyle C}$ che risulta dipendente dal valore assoluto della sua derivata.

Le funzioni hölderiane corrispondono a precisi moduli di continuità. ${\displaystyle f}$ appartiene alla classe ${\displaystyle C^{0,\alpha }}$ se e solo se:

${\displaystyle \omega _{f}(\delta )\leq C\delta ^{\alpha }}$

per qualche costante ${\displaystyle C}$.

Ribaltando il punto di vista, affinché una funzione ${\displaystyle \omega }$ definita sui reali positivi sia il modulo di continuità di una qualche funzione continua, è condizione necessaria e sufficiente che essa sia non decrescente, continua, subadditiva e che ${\displaystyle \omega (0)=0}$.

Dalla considerazione che:

${\displaystyle \omega _{f}(\delta )=\omega (f,\delta )=\sup \limits _{x;|h|<\delta ;}\left|\Delta _{h}(f,x)\right|}$

dove ${\displaystyle \Delta _{h}(f,x)}$ è la differenza finita di prim'ordine di ${\displaystyle f}$ in ${\displaystyle x}$, sostituendo tale differenza con una di ordine superiore otteniamo un modulo di continuità di ordine ${\displaystyle n}$:

${\displaystyle \omega _{n}(f,\delta )=\sup \limits _{x;|h|<\delta }\left|\Delta _{h}^{n}(f,x)\right|.}$

• Ch. de la Vallée Poussin, L'approximation des fonctions d'une variable réelle, Gauthier-Villars, Paris, 1919.
• G. Choquet, Cours D'Analyse. Tome II, Topologie, Masson et C^ie, Paris, 1964.
• Ch. de la Vallée Poussin, L'approximation des fonctions d'une variable réelle, Gauthier-Villars, Paris, 1952 (reprint of 1919 edition).
• H. Lebesgue, Sur les intégrales singulières, Ann. Fac. Sci. Univ. Toulouse, ser 3 vol 1, 1909, 25-117, reproduced in: Henri Lebesgue, Œuvres scientifiques, Vol. 3., pp. 259-351.
• K.-G. Steffens, The history of approximation theory, Birkhäuser, Boston 2006.
• A.V. Efimov, Modulus of continuity, Encyclopaedia of Mathematics, Springer, 2001. ISBN 1-4020-0609-8.

• Funzione continua
• Funzione di variabile reale
• Funzione differenziabile

V · D · M Analisi matematica
Calcolo infinitesimale	Numero reale · Infinitesimo · O-grande · Successione (di funzioni) · Successione di Cauchy · Teorema di Bolzano-Weierstrass · Stima asintotica · Limite (di una funzione · di una successione · Forma indeterminata) · Teorema dei due carabinieri · Limite notevole · Punto di accumulazione · Punto isolato · Intorno · Serie (di funzioni) · Criteri di convergenza · Limite di funzioni a più variabili
Studio della continuità	Funzione continua · Punto di discontinuità · Continuità uniforme · Funzione lipschitziana · Teorema di Bolzano · Teorema di Weierstrass · Teorema dei valori intermedi · Teorema di Heine-Cantor · Modulo di continuità · Funzione semicontinua · Continuità separata · Teorema di approssimazione di Weierstrass
Calcolo differenziale	Derivata · Differenziale · Regole di derivazione · Teorema di Fermat · Teorema di Rolle · Teorema di Lagrange · Teorema di Cauchy · Teorema di Darboux · Teorema di Taylor · Serie di Taylor · Funzione differenziabile · Gradiente · Jacobiana · Hessiana · Forma differenziale · Generalizzazioni della derivata · Derivata parziale · Derivata mista
Integrale	Primitiva · Integrale di Riemann · Integrale improprio · Integrale di Lebesgue · Teorema fondamentale · Metodi di integrazione · Tavole · Integrale multiplo, di linea (1ª specie · 2ª specie) e di superficie (di volume)
Studio di funzione	Funzione · Variabile · Dominio e codominio · Funzioni pari e dispari · Funzione periodica · Funzione monotona · Funzione convessa · Massimo e minimo di una funzione · Punto angoloso · Cuspide · Punto di flesso · Asintoto · Grafico di una funzione · Funzione iniettiva
Disuguaglianze	Disuguaglianza triangolare · Disuguaglianza di Cauchy-Schwarz · Bernoulli · Jensen · Hölder · Young · Minkowski
Altro	Approssimazione di Stirling · Prodotto di Wallis · Funzione Gamma · Teorema delle funzioni implicite · Teorema della funzione inversa · Funzione hölderiana · Spazio metrico · Spazio normato · Intervallo · Insieme trascurabile · Insieme chiuso · Insieme aperto · Palla · Omeomorfismo · Omeomorfismo locale · Diffeomorfismo · Diffeomorfismo locale · Classe C di una funzione · Equazione differenziale · Problema di Cauchy

Portale Matematica: accedi alle voci di Wikipedia che trattano di matematica