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1、第一部分第一部分多變量微分學(xué)多變量微分學(xué)一、多元函數(shù)極限論一、多元函數(shù)極限論1.多元函數(shù)極限的定義:(1)鄰域型定義:設(shè)函數(shù)的定義域?yàn)?,是的聚點(diǎn),如果存在常數(shù),對(duì)于)(PfD0PDA任意給定的正數(shù),總存在正數(shù),使得當(dāng)點(diǎn)時(shí),都有,??)(0PUDP???????APf)(那么就稱常數(shù)為函數(shù)當(dāng)時(shí)的極限,記作A)(Pf0PP?.)(lim0APfPP??(2)距離型定義:設(shè)函數(shù)的定義域?yàn)?,是的聚點(diǎn),如果存在常數(shù),對(duì)于)(PfD0PDA任意給定
2、的正數(shù),總存在正數(shù),使得當(dāng)點(diǎn),且時(shí),都有??PD?????)(00PP,那么就稱常數(shù)為函數(shù)當(dāng)時(shí)的極限,記作???APf)(A)(Pf0PP?.)(lim0APfPP??注:①這里給出的是數(shù)學(xué)分析中國(guó)際通用的定義,已自然排除了鄰域內(nèi)的無(wú)定義點(diǎn);0P②極限存在的充要條件:點(diǎn)在定義域內(nèi)以任何方式或途徑趨近于時(shí),都有極限;P0P)(Pf③除洛必達(dá)法則、單調(diào)有界原理、窮舉法之外,可照搬一元函數(shù)求極限的性質(zhì)和方法,常用的有:等價(jià)無(wú)窮小替換、無(wú)窮小有
3、界量=無(wú)窮小、夾擠準(zhǔn)則等;④若已知存在,則可以取一條特殊路徑確定出極限值;相反,如果發(fā)現(xiàn)點(diǎn)以)(lim0PfPP?P不同的方式或途徑于時(shí),區(qū)域不同的值,則可斷定不存在.0P)(Pf)(lim0PfPP?⑤二元函數(shù)的極限記為或.Ayxfyxyx??)(lim)()00(Ayxfyyxx???)(lim002.多元函數(shù)的連續(xù)性:設(shè)函數(shù)的定義域?yàn)?,是的聚點(diǎn),如果,且有)(PfD0PD0PD?,則稱在處連續(xù);如果在區(qū)域的每一點(diǎn)處都連續(xù),)()(
4、lim00PfPfPP??)(Pf0P)(PfE則稱在區(qū)域上連續(xù).)(PfE注:①如果,只稱“不連續(xù)”,而不討論間斷點(diǎn)類型;)()(lim00PfPfPP??②在有界閉區(qū)域上的連續(xù)函數(shù)擁有和一元函數(shù)類似的性質(zhì),如有界性定理、一致連續(xù)性定理、最大值最小值定理、介值定理等.3.二重極限與累次極限累次極限與二重極限的存在性之間沒(méi)有任何必然的聯(lián)系,但若某個(gè)累次極限和二重極限都存在,則它們一定相等;反之,若兩個(gè)累次極限存在而不相等,則二重極限一定
5、不存在,又若兩個(gè)累次極限存在且相等,稱累次極限可以交換求極限的順序.③嚴(yán)格遵守用位置表示偏導(dǎo)數(shù)的規(guī)則,注意避免符號(hào)混亂和歧義;④對(duì)于求高階偏導(dǎo)數(shù)的問(wèn)題,不論對(duì)誰(shuí)求導(dǎo),也不論求了幾階導(dǎo),求導(dǎo)后的新函數(shù)仍具有與原來(lái)函數(shù)相同的復(fù)合結(jié)構(gòu)(注意若偏導(dǎo)連續(xù)則相等,要合并同類項(xiàng)).(2)全微分形式不變性:僅一階全微分可以使用,高階全微分不再成立.(3)隱函數(shù)存在性及求導(dǎo)法則:①一個(gè)方程的情形(以三個(gè)變量為例):設(shè)在點(diǎn)某鄰域內(nèi)偏導(dǎo)連續(xù),)(zyxF)(
6、000zyx且,,則方程在點(diǎn)內(nèi)某鄰0)(000?zyxF0)(000?zyxFz0)(?zyxF)(000zyx域內(nèi)可唯一確定單值函數(shù),這個(gè)函數(shù)在的某鄰域內(nèi)具有連續(xù)的偏導(dǎo)數(shù),)(yxzz?)(00yx且,.結(jié)論不難推廣到一般情形.zxFFxz????zyFFyz????②方程組的情形:一般地,設(shè)方程組可確)21(0)(2121miuuuxxxFmni?????定個(gè)元函數(shù).當(dāng)雅可比行列式mn)(21niixxxuu??0)()(11112
7、212121112121???????????????????????mmmmmmmuFuFuFuFuFuFuFuFuFuuuFFFJ????????時(shí),可以確定,其中由將分母中的第個(gè)元素替換成JJxuji??????J)()(2121mmuuuFFFJ?????i得到.(雅可比行列式在橫向上改變各自變量,縱向上改變各函數(shù)名稱)jx注:①求導(dǎo)前應(yīng)事先判斷,個(gè)變?cè)?,個(gè)方程可確定個(gè)元函數(shù);abb)(ab?②有些比較簡(jiǎn)單的問(wèn)題不必使用此通法,
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