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1、品味数学(观察、发现,试探,整理,品味),提高思维讨论题131、无限多个开集之交是否一定为开集?无限多个闭集之交是否一定为闭集?答 都不一定。例如开集的交集为。闭集的交集为。2、设,试指出其边界点及聚点。答 的边界点为其所有的点及全部的聚点,的聚点为3、运算正确吗?答 不正确。,但此时是正无穷大还是负无穷大不能确定,故是未定型,极限四则运算法则不能用。事实上因,从而不存在。4、因为不存在,所以不存在,对吗?答 不对。因为,而有界,由无穷小量与有界变量之积为无穷小,得知=0。(该推理过程与具体曲线无关,只要求)5、考察在原点的连续性与可导性。答 不连续,但偏导数存在。当时,故二重极限即使存在,也
2、不可能等于,由连续定义知在原点不可能连续。而,同理可得。6、设,则,此解法是否正确?答 二阶导数求得不对。因为仍是满足原来变量关系的二元函数,即,从而7、既然从出发,可以推导出方向导数的计算公式,那么为什么都存在时又不一定成立?答 因为公式推导中用到了复合函数求导的法则,该法则的前提是可微。8、若二元函数在某区域内连续且有惟一的极值点,则该点就是函数在该区域上的最大值点或最小值点,是否正确?答 不一定正确。例如,易知有驻点,其中是区域内惟一的极小值点,不是极值点。但此时函数的最大值与最小值均在边界上取得:。对于二元函数,只有当最大值或最小值在区域内部取得,且函数在区域内有唯一的极值点时,才能说
3、这惟一的极值点就是函数在该区域上的最大值点或最小值点。9、求极限(1);(2);(3);(4);(5);(6)解 (1);(2)由于,由夹逼准则;(3);(4);(5),又,由夹逼准则;(6)10、证明:函数在过点的每一条射线连续,即为常数,但该函数在点并不连续。证 由于,故该函数在过点的每一条射线连续。而当时,从而而重极限不存在而得该函数在点并不连续。11、设具有一阶连续偏导数,可导,求解 由复合函数求导法,得12、设具有二阶连续偏导数,求解 , (这样做法简单!因为二阶偏导数连续)13、设,而,其中具有二阶连续偏导数,求解 ;14、设方程确定了隐函数,求解 (公式法、直接法略)采用全微分法
4、,对方程两边求全微分,注意到全微分形式不变性,得,即解得,所以15、设函数由方程确定,求解 (全微分法、直接法略)采用公式法,设则 从而16、设,其中是由确定的隐函数,求解 , 为了求出,采用直接法(全微分法、公式法略)对于方程两边对求导,要视为不变的自变量,得,解得,从而17、设,常数,求解 因条件有五个变量满足三个方程,应该有两个自变量三个因变量,结论看出已选为自变量,则由前两个方程确定了均是的函数,将其代入第三个方程即得是的函数,方程组各个方程两边对求偏导数,得解此线性方程组,得,类似可得18、若由方程组确定函数,求解 因条件有4个变量满足两个方程,应该有两个自变量两个因变量,结论看出已
5、选为自变量,则由前两个方程确定了均是的函数,方程组各个方程两边对求偏导数,得整理,得解此方程组,得类似可得19、已知,用变换化简原方程。解 变换,即变换,以为中间变量,则从而代入所给方程,得新的方程20、设函数有二阶连续偏导数,要使方程在变换,下变成方程,应如何选取常数?解 由可得,可得,为中间变量,由复合函数微分法得,进而将上面三式代入所给方程,得为使被变换后的方程为,应取使,且,因此有两种取法或。21、设函数关于自变量小连续,又存在常数,使得对于任意两点,有,则函数连续。证 任意取点,由于对给定的,函数关于自变量小连续,由定义,对于任意给定的,使得当时,总有。再取,则当时,从而有22、设函
6、数,讨论其在点处的一阶偏导数及全微分是否存在。 解 ,。,当时因为,不可能为零,所以,由微分定义可知,该函数在点处的全微分不存在。23、证明:若函数满足不等式,则在点处是全微分的。证 由可得,故;进而,同理可得。而所以,即,由微分定义可知,该函数在点处可微。24、设,其中在点的某邻域内连续,试问:(1)满足什么条件时,存在?(2)满足什么条件时,函数在点处可微。解 (1)由于,所以当时。存在。(2)由可微的必要条件知,当时,由于不存在,可知当时在点处不可微。当时。,当时。由已知,从而,即,由微分定义可知,该函数当时在点处可微。25、证明:函数满足热传导方程证 26、证明:若函数满足拉普拉斯方程,则函数也满足拉普拉斯方程。证 于是27、,设,其中有二阶连续导数,有一阶连续导数。试证:证 由于从而28、设在有连续的一阶偏导数,函数分别由下列两式确定:。求解 。将方程组两边分别关于求导,得解得,故29、函数由方程给出,证明:证 由,得,解得,所以。从而30、求解下列各题(1),求(2),求解 由方程组,得当时故。于是再由,得,(2)由于解得,再推出,31、设。证明在点处连续且有偏导数,但不可微。证 因为,而,故由夹逼准则,所以在点处连续。,而,由于,从而,由定义,该函数在点处不可微。