1多元函数微分学相关概念.pptVIP

* 主要内容 平面点集 和区域 多元函数概念 多元函数 的极限 极 限 运 算 多元函数 连续的概念 多元连续函数 的性质 全微分 概念 偏导数 概念 方向导数 全微分 的应用 复合函数 求导法则 全微分形式 的不变性 高阶偏导数 隐函数 求导法则 微分法在 几何上的应用 多元函数的极值 多元微积分的概念、理论、方法是一元微积分中相应概念、理论、方法的推广和发展，它们既有相似之处（概念及处理问题的思想方法）又有许多本质的不同，要善于进行比较，既要认识到它们的共同点和相互联系，更要注意它们的区别，研究新情况和新问题，深刻理解，融会贯通。 多元函数微分学 在上册中，我们讨论的是一元函数微积分，但实际问题中常会遇到依赖于两个以上自变量的函数—多元函数，也提出了多元微积分问题。 重点 多元函数基本概念，偏导数，全微分，复合函数求导，隐函数求导，偏导数的几何应用，多元函数极值。 难点 复合函数求导，多元函数极值。 函数的微分法从一元函数发展到 二元函数本质上要出现一些新东西，但 从二元函数到二元以上函数则可以类推， 因此这里基本上只讨论二元函数。 ①掌握多元函数基本概念，会表示定义域，了解二元极限、连续 ②深刻理解二元函数偏导数，能熟练求出一阶和高阶偏导数， ③掌握全微分概念 ④会求复合函数偏导数，掌握隐函数的求导方法， ⑤会求曲线的切线、法平面，曲面的切平面和法线， ⑥会求多元函数极值 基本要求 （1）邻域 （2）区域 一、多元函数的概念 例如， 即为开集． 例如， 例如， 连通的开集称为区域或开区域． 有界闭区域； 无界开区域． （3）聚点 说明： ? 内点一定是聚点； ? 边界点可能是聚点； 例 (0,0)既是边界点也是聚点． ? 点集E的聚点可以属于E，也可以不属于E． 例如, (0,0) 是聚点但不属于集合． 例如, 边界上的点都是聚点也都属于集合． （4）n维空间 说明： ? n维空间的记号为 ? n维空间中两点间距离公式 特殊地当 时，便为数轴、平面、空间两点间的距离． ? n维空间中邻域、区域等概念 邻域： 内点、边界点、区域、聚点等概念也可定义． 设两点为 （5）二元函数的定义 类似地可定义三元及三元以上函数． 例1 求 的定义域． 解 所求定义域为 （6） 二元函数 的图形 （如右图） 二元函数的图形通常是一张曲面. 二、多元函数的极限 （1）定义中 的方式可能是多种多样的，方向可能任意多，路径可以是千姿百态的，所谓极限存在是指当动点从四面八方以可能有的任何方式和任何路径趋于定点时，函数都趋于同一常数。——这是产生本质差异的根本原因。 （2）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 如局部有界性、局部保号性、夹逼准则、无穷小、 等价无穷小代换等，建议自行复习，写出有关结论以巩固和加深理解。 说明： 证 当 时， 原结论成立． 例2 求证 例3 求极限 解 其中 例4 证明 不存在． 证 取 其值随k的不同而变化， 故极限不存在． 确定极限不存在的方法： 利用点函数的形式有 例5 讨论函数 在(0,0)处的连续性． 三、多元函数的连续性 解 取 当 时 故函数在(0,0)处连续. 例6 讨论函数 在(0,0)的连续性． 解 取 其值随k的不同而变化， 极限不存在． 故函数在(0,0)处不连续． 闭区域上连续函数的性质 （1）最大值和最小值定理 在有界闭区域D上的多元连续函数，在D上至少取得它的最大值和最小值各一次． （2）介值定理 在有界闭区域D上的多元连续函数，如果在D上取得两个不同的函数值，则它在D上取得介于这两值之间的任何值至少一次． 多元初等函数：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用一个式子所表示的多元函数叫多元初等函数 一切多元初等函数在其定义区域内是连续的． 定义区域是指包含在定义域内的区域或闭区域． 多元函数的定义 多元函数极限的概念 （注意趋近方式的任意性） 多元函数连续的概念 闭区域上连续函数的性质 四、小结