《高等数学d8_1基本概念》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高等数学d8_1基本概念（33页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、推广第八章 一元函数微分学 多元函数微分学 注意: 善于类比, 区别异同多元函数微分法 及其应用 第八章 第一节一、区域二、多元函数的概念三、多元函数的极限四、多元函数的连续性机动 目录 上页 下页 返回 结束 多元函数的基本概念 一、 区域 1. 邻域点集称为点 P0 的邻域.例如,在平面上,(圆邻域)在空间中,(球邻域)说明：若不需要强调邻域半径 ,也可写成点 P0 的去心邻域记为机动 目录 上页 下页 返回 结束 在讨论实际问题中也常使用方邻域,平面上的方邻域为。因为方邻域与圆邻域可以互相包含.机动 目录 上页 下页 返回 结束 2. 区域 (1) 内点、外点、边界点设有点集 E 及一点
2、 P : 若存在点 P 的某邻域 U(P) E , 若存在点 P 的某邻域 U(P) E = , 若对点 P 的任一邻域 U(P) 既含 E中的内点也含 E则称 P 为 E 的内点 ；则称 P 为 E 的外点 ;则称 P 为 E 的边界点 .机动 目录 上页 下页 返回 结束 的外点 , 显然, E 的内点必属于 E , E 的外点必不属于 E , E 的边界点可能属于 E, 也可能不属于 E . (2) 聚点若对任意给定的 ,点P 的去心机动 目录 上页 下页 返回 结束 邻域内总有E 中的点 , 则称 P 是 E 的聚点.聚点可以属于 E , 也可以不属于 E (因为聚点可以为 所有聚点所
3、成的点集成为 E 的导集 .E 的边界点 )D(3) 开区域及闭区域 若点集 E 的点都是内点，则称 E 为开集 ； 若点集 E E , 则称 E 为闭集； 若集 D 中任意两点都可用一完全属于 D 的折线相连 , 开区域连同它的边界一起称为闭区域.则称 D 是连通的 ; 连通的开集称为开区域 ,简称区域 ;机动 目录 上页 下页 返回 结束 。 。 E 的边界点的全体称为 E 的边界, 记作E ;例如，在平面上开区域闭区域机动 目录 上页 下页 返回 结束 整个平面 点集 是开集 ，是最大的开域 , 也是最大的闭域 ；但非区域 .机动 目录 上页 下页 返回 结束 o 对区域 D , 若存在
4、正数 K , 使一切点 PD 与某定点 A 的距离 AP K , 则称 D 为有界域 , 界域 .否则称为无3. n 维空间n 元有序数组的全体称为 n 维空间,n 维空间中的每一个元素称为空间中的称为该点的第 k 个坐标 .记作即机动 目录 上页 下页 返回 结束 一个点, 当所有坐标称该元素为 中的零元,记作 O .的距离记作中点 a 的 邻域为机动 目录 上页 下页 返回 结束 规定为 与零元 O 的距离为二、多元函数的概念 引例: 圆柱体的体积 定量理想气体的压强 三角形面积的海伦公式机动 目录 上页 下页 返回 结束 定义1. 设非空点集点集 D 称为函数的定义域 ; 数集称为函数的
5、值域 .特别地 , 当 n = 2 时, 有二元函数当 n = 3 时, 有三元函数映射称为定义在 D 上的 n 元函数 , 记作机动 目录 上页 下页 返回 结束 例如, 二元函数定义域为圆域说明: 二元函数 z = f (x, y), (x, y) D图形为中心在原点的上半球面.机动 目录 上页 下页 返回 结束 的图形一般为空间曲面 .三元函数 定义域为图形为空间中的超曲面.单位闭球三、多元函数的极限定义2. 设 n 元函数 点 ,则称 A 为函数(也称为 n 重极限)当 n =2 时, 记二元函数的极限可写作 ：P0 是 D 的聚 若存在常数 A ,对一记作都有机动 目录 上页 下页
6、返回 结束 对任意正数 , 总存在正数 ,切例1. 设求证 ：证:故总有机动 目录 上页 下页 返回 结束 要证 例2. 设求证：证 ：故总有要证机动 目录 上页 下页 返回 结束 若当点趋于不同值或有的极限不存在 ，解: 设 P(x , y) 沿直线 y = k x 趋于点 (0, 0) ,在点 (0, 0) 的极限.则可以断定函数极限则有k 值不同极限不同 !在 (0,0) 点极限不存在 .以不同方式趋于不存在 .例3. 讨论函数函数机动 目录 上页 下页 返回 结束 例4. 求解: 因而此函数定义域 不包括 x , y 轴则故机动 目录 上页 下页 返回 结束 仅知其中一个存在,推不出其
7、它二者存在. 二重极限不同. 如果它们都存在, 则三者相等.例如,显然与累次极限但由例3 知它在(0,0)点二重极限不存在 .例3 目录 上页 下页 返回 结束 四、 多元函数的连续性 定义3 . 设 n 元函数定义在 D 上,如果函数在 D 上各点处都连续, 则称此函数在 D 上如果存在否则称为不连续, 此时称为间断点 .则称 n 元函数机动 目录 上页 下页 返回 结束 连续.连续, 例如, 函数在点(0 , 0) 极限不存在, 又如, 函数上间断.故 ( 0, 0 )为其间断点.在圆周机动 目录 上页 下页 返回 结束 结论: 一切多元初等函数在定义区域内连续.定理：若 f (P) 在有
8、界闭域 D 上连续, 则机动 目录 上页 下页 返回 结束 * (4) f (P) 必在D 上一致连续 .在 D 上可取得最大值 M 及最小值 m ;(3) 对任意(有界性定理) (最值定理) (介值定理) (一致连续性定理) 闭域上多元连续函数有与一元函数类似的如下性质:(证明略) 解: 原式例5.求例6. 求函数的连续域.解:机动 目录 上页 下页 返回 结束 内容小结1. 区域 邻域 : 区域连通的开集 2. 多元函数概念 n 元函数常用二元函数 (图形一般为空间曲面)三元函数机动 目录 上页 下页 返回 结束 有3. 多元函数的极限4. 多元函数的连续性 1) 函数2) 闭域上的多元连
9、续函数的性质:有界定理 ;最值定理 ; 介值定理3) 一切多元初等函数在定义区域内连续P11 题 2; 4; 5 (3), (5) ( 画图 ) ; 8 P72 题 3; 4机动 目录 上页 下页 返回 结束 思考与练习解答提示:P11 题 2. 称为二次齐次函数 .P11 题 4.P11 题 5(3).定义域P11 题 5(5).定义域机动 目录 上页 下页 返回 结束 P12 题 8.间断点集P72 题 3.定义域P72 题 4. 令 y= k x ，若令机动 目录 上页 下页 返回 结束 , 则 可见极限不存在作业P11 5 (2), (4), (6)6 (2), (3), (5), (6)7，9 , 10第二节 目录 上页 下页 返回 结束 备用题1. 设求解法1 令机动 目录 上页 下页 返回 结束 1 .设求解法2 令即机动 目录 上页 下页 返回 结束 2.是否存在？解：所以极限不存在.机动 目录 上页 下页 返回 结束 3. 证明在全平面连续.证:为初等函数 , 故连续.又故函数在全平面连续 .由夹逼准则得机动 目录 上页 下页 返回 结束
