高等数学九章91课件

上一页上一页下一页下一页湘潭大学数学与计算科学学院 王文强第九章第九章 多元函数微分法及其应用多元函数微分法及其应用1上一页上一页下一页下一页湘潭大学数学与计算科学学院 王文强第一节第一节 多元函数的基本概念多元函数的基本概念一、多元函数的概念一、多元函数的概念二、多元函数的极限二、多元函数的极限三、多元函数的连续性三、多元函数的连续性四、小结四、小结 思考题思考题2上一页上一页下一页下一页湘潭大学数学与计算科学学院 王文强（1）邻域）邻域一、多元函数的概念3上一页上一页下一页下一页湘潭大学数学与计算科学学院 王文强4上一页上一页下一页下一页湘潭大学数学与计算科学学院 王文强（2）区域）区域例如，例如，即为开集即为开集5上一页上一页下一页下一页湘潭大学数学与计算科学学院 王文强例如，例如，即为闭集即为闭集6上一页上一页下一页下一页湘潭大学数学与计算科学学院 王文强7上一页上一页下一页下一页湘潭大学数学与计算科学学院 王文强连通的开集称为区域或开区域连通的开集称为区域或开区域例如，例如，例如，例如，8上一页上一页下一页下一页湘潭大学数学与计算科学学院 王文强有界闭区域；有界闭区域；无界开区域无界开区域例如，例如，9上一页上一页下一页下一页湘潭大学数学与计算科学学院 王文强（3）聚点）聚点 内点一定是聚点；内点一定是聚点；说明：说明：说明：说明：边界点可能是聚点；边界点可能是聚点；例例(0,0)既是既是边界点也是聚点边界点也是聚点10上一页上一页下一页下一页湘潭大学数学与计算科学学院 王文强 点集点集E的聚点可以属于的聚点可以属于E，也可以不属于也可以不属于E例如例如,(0,0)是聚点但不属于集合是聚点但不属于集合例如例如,边界上的点都是聚点也都属于集合边界上的点都是聚点也都属于集合11上一页上一页下一页下一页湘潭大学数学与计算科学学院 王文强（4）n维空间维空间 n维空间的记号为维空间的记号为说明：说明：说明：说明：n维空间中两点间距离公式维空间中两点间距离公式 12上一页上一页下一页下一页湘潭大学数学与计算科学学院 王文强 n维空间中邻域、区域等概念维空间中邻域、区域等概念 特殊地当特殊地当 时，便为数轴、平面、时，便为数轴、平面、空间两点间的距离空间两点间的距离内点、边界点、区域、聚点等概念也可定义内点、边界点、区域、聚点等概念也可定义邻域：邻域：设两点为设两点为13上一页上一页下一页下一页湘潭大学数学与计算科学学院 王文强（5）二元函数的定义）二元函数的定义14上一页上一页下一页下一页湘潭大学数学与计算科学学院 王文强类似地可定义三元及三元以上函数类似地可定义三元及三元以上函数15上一页上一页下一页下一页湘潭大学数学与计算科学学院 王文强例例1 1 求求 的定义域的定义域解解所求定义域为所求定义域为16上一页上一页下一页下一页湘潭大学数学与计算科学学院 王文强（6）二元函数二元函数 的图形的图形（如下页图）（如下页图）17上一页上一页下一页下一页湘潭大学数学与计算科学学院 王文强二元函数的图形通常是一张曲面二元函数的图形通常是一张曲面.18上一页上一页下一页下一页湘潭大学数学与计算科学学院 王文强例如例如,图形如右图图形如右图.例如例如,左图球面左图球面.单值分支单值分支:19上一页上一页下一页下一页湘潭大学数学与计算科学学院 王文强二、多元函数的极限20上一页上一页下一页下一页湘潭大学数学与计算科学学院 王文强说明：说明：（1）定义中）定义中 的方式是任意的；的方式是任意的；（2）二元函数的极限也叫二重极限）二元函数的极限也叫二重极限（3）二元函数的极限运算法则与一元函数类似）二元函数的极限运算法则与一元函数类似21上一页上一页下一页下一页湘潭大学数学与计算科学学院 王文强例例2 2 求证求证 证证当当 时，时，原结论成立原结论成立22上一页上一页下一页下一页湘潭大学数学与计算科学学院 王文强例例3 3 求极限求极限 解解其中其中23上一页上一页下一页下一页湘潭大学数学与计算科学学院 王文强例例4 4 证明证明 不存在不存在 证证取取其值随其值随k的不同而变化，的不同而变化，故极限不存在故极限不存在24上一页上一页下一页下一页湘潭大学数学与计算科学学院 王文强不存在不存在.观察观察播放播放25上一页上一页下一页下一页湘潭大学数学与计算科学学院 王文强确定极限确定极限不存在不存在的方法：的方法：26上一页上一页下一页下一页湘潭大学数学与计算科学学院 王文强利用点函数的形式有利用点函数的形式有27上一页上一页下一页下一页湘潭大学数学与计算科学学院 王文强三、多元函数的连续性定义定义3 328上一页上一页下一页下一页湘潭大学数学与计算科学学院 王文强例例5 5 讨论函数讨论函数在在(0,0)处的连续性处的连续性解解 取取29上一页上一页下一页下一页湘潭大学数学与计算科学学院 王文强故函数在故函数在(0,0)处连续处连续.当当 时时30上一页上一页下一页下一页湘潭大学数学与计算科学学院 王文强例例6 6 讨论函数讨论函数在在(0,0)的连续性的连续性解解取取其值随其值随k的不同而变化，的不同而变化，极限不存在极限不存在故函数在故函数在(0,0)处不连续处不连续31上一页上一页下一页下一页湘潭大学数学与计算科学学院 王文强闭区域上连续函数的性质闭区域上连续函数的性质 在有界闭区域在有界闭区域D D上的多元连续函数，必定在上的多元连续函数，必定在D D上有界，且能取得它的最大值和最小值上有界，且能取得它的最大值和最小值 在有界闭区域在有界闭区域D D上的多元连续函数，必上的多元连续函数，必取得介于最大值和最小值之间的任何值。取得介于最大值和最小值之间的任何值。（1）最大值和最小值定理）最大值和最小值定理（2）介值定理）介值定理32上一页上一页下一页下一页湘潭大学数学与计算科学学院 王文强（3）一致连续性定理）一致连续性定理 在有界闭区域在有界闭区域D D上的多元连续函数必定上的多元连续函数必定在在D D上一致连续上一致连续33上一页上一页下一页下一页湘潭大学数学与计算科学学院 王文强多元初等函数多元初等函数：由多元多项式及基本初等函数：由多元多项式及基本初等函数经过有限次的四则运算和复合步骤所构成的可经过有限次的四则运算和复合步骤所构成的可用一个式子所表示的多元函数叫用一个式子所表示的多元函数叫多元初等函数多元初等函数一切多元初等函数在其定义区域内是连续的一切多元初等函数在其定义区域内是连续的定义区域定义区域是指包含在定义域内的区域或闭区域是指包含在定义域内的区域或闭区域34上一页上一页下一页下一页湘潭大学数学与计算科学学院 王文强例例解解35上一页上一页下一页下一页湘潭大学数学与计算科学学院 王文强多元函数极限的概念多元函数极限的概念多元函数连续的概念多元函数连续的概念闭区域上连续函数的性质闭区域上连续函数的性质（注意趋近方式的注意趋近方式的任意性任意性）四、小结多元函数的定义多元函数的定义36上一页上一页下一页下一页湘潭大学数学与计算科学学院 王文强思考题思考题37上一页上一页下一页下一页湘潭大学数学与计算科学学院 王文强思考题解答思考题解答不能不能.例例取取但是但是 不存在不存在.原因为若取原因为若取38上一页上一页下一页下一页湘潭大学数学与计算科学学院 王文强练练 习习 题题39上一页上一页下一页下一页湘潭大学数学与计算科学学院 王文强40上一页上一页下一页下一页湘潭大学数学与计算科学学院 王文强41上一页上一页下一页下一页湘潭大学数学与计算科学学院 王文强练习题答案练习题答案42上一页上一页下一页下一页湘潭大学数学与计算科学学院 王文强作业作业43上一页上一页下一页下一页湘潭大学数学与计算科学学院 王文强不存在不存在.观察观察播放播放56