А разве монотонность в данном примере не гарантирует существования непрерывного продолжения? Проверьте, пожалуйста:
Для произвольного
![$x_0$ $x_0$](https://dxdy-03.korotkov.co.uk/f/e/7/1/e714a3139958da04b41e3e607a54445582.png)
рассмотрим предел
![$\lim \limits_{x \to x_0-0} F(x,x_0)$ $\lim \limits_{x \to x_0-0} F(x,x_0)$](https://dxdy-03.korotkov.co.uk/f/e/7/1/e71fef5444df89c13c8d809f02b48a4a82.png)
. В силу монотонности и ограниченности сверху функции
![$x \mapsto F(x,x_0)$ $x \mapsto F(x,x_0)$](https://dxdy-02.korotkov.co.uk/f/d/3/e/d3ee35824644e3119dd222aa2c28607582.png)
на множестве
![$(-\infty,x_0)$ $(-\infty,x_0)$](https://dxdy-03.korotkov.co.uk/f/a/b/3/ab3d10b6d313607c93628411ba32dc6182.png)
, предел существует и конечен. Обозначим этот предел за
![$F(x_0,x_0)$ $F(x_0,x_0)$](https://dxdy-02.korotkov.co.uk/f/9/8/c/98cbd39df3ad60cab46daf3a0248885c82.png)
.
Аналогично, существует и конечен предел
![$\lim \limits_{x \to x_0+0} F(x_0,x)$ $\lim \limits_{x \to x_0+0} F(x_0,x)$](https://dxdy-03.korotkov.co.uk/f/6/6/c/66cad085f419bfb4dbc3bb2c0330dc0d82.png)
. В силу непрерывности
![$F$ $F$](https://dxdy-04.korotkov.co.uk/f/b/8/b/b8bc815b5e9d5177af01fd4d3d3c2f1082.png)
он также равен
![$F(x_0,x_0)$ $F(x_0,x_0)$](https://dxdy-02.korotkov.co.uk/f/9/8/c/98cbd39df3ad60cab46daf3a0248885c82.png)
.
Получаем, что таким образом доопределенная функция
![$F$ $F$](https://dxdy-04.korotkov.co.uk/f/b/8/b/b8bc815b5e9d5177af01fd4d3d3c2f1082.png)
непрерывна по обеим переменным в точке
![$(x_0,x_0)$ $(x_0,x_0)$](https://dxdy-02.korotkov.co.uk/f/1/9/9/1999acfcda52aa8ca445c364b02a12a582.png)
и монотонна по ним, следовательно она непрерывна в этой точке по совокупности переменных...