【课件-高等数学】_第六章多元函数的微分学_1多元函数的极限与连续

第六章 多元函数的微分学,第一节 多元函数的极限与连续 第二节 偏导数 第三节 全微分 第四节 复合函数的微分法 第五节 二元函数微分学在几何上的应用 第六节 二元函数的极值,2020年8月11日星期二,2,1、多元函数的概念,引例:, 圆柱体的体积, 三角形面积的海伦公式,一、多元函数的极限与连续性,3,定义1. 设非空点集,点集 D 称为函数的定义域 ;,数集,称为函数的值域 .,特别地 , 当 n = 2 时, 有二元函数,当 n = 3 时, 有三元函数,是一个对应关系，使,使在 D 上的每一个点,，通过 都有,则称对应关系 为,从D到R的多元函数，记为,数集R内唯一一个点z与之相对应，,4,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.,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,5,2区域,2.1. 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,6,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.,7,2.2. 区域,(1) 内点、外点、边界点,设有点集 E 及一点 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 .,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 .,8,(2) 聚点,若对任意给定的 ,点P 的去心,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,所有聚点所成的点集成为 E 的导集 .,E 的边界点 ),9,(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 ;,。 。, E 的边界点的全体称为 E 的边界, 记作E ;,10,例如，在平面上,开区域,闭区域,11, 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 ., 对区域 D , 若存在正数 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,12,3、二元函数的极限,定义2. 设 二 元函数 的定义域为D，,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,对任意正数 , 总存在正数 ,切,13,例1. 设,求证：,证:,故,总有,14,例2. 设,求证：,证：,故,总有,15,解: 设 P(x , y) 沿直线 y = k x 趋于点 (0, 0) ,在点 (0, 0) 的极限.,则有,k 值不同极限不同 !,在 (0,0) 点极限不存在 .,例3. 讨论函数,16,4、 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,连续.,连续,17,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,结论: 一切多元初等函数在定义区域内连续.,18,定理：若 f (P) 在有界闭域 D 上连续, 则,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),闭域上多元连续函数有与一元函数类似的如下性质:,19,解: 原式,例5.求,例6. 求函数,的连续域.,解:,20,内容小结,2. 区域,邻域 :,区域,连通的开集,1. 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,21,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,