第一篇:考研高數(shù) 多元函數(shù)(最終版)
一維到高維空間也是質(zhì)變
多元微分學(xué)主要研究多元初等函數(shù)。基本工具還是極限。比如,多元函數(shù)在定義域上一點M連續(xù)的定義為
—— 若在函數(shù)f(M)的定義域D內(nèi),總有M → M0 時,l i m f(M)= f(M0),就稱函數(shù)f(M)在點M0連續(xù)。
體會一維到高微空間是質(zhì)變,自然就得從體驗極限開始。(多元函數(shù)以二元函數(shù)為例。)
在數(shù)軸上,動點x趨于定點x0時,只有左,右兩個連續(xù)的變動方向,因而一元函數(shù)有簡明的極限存在性判斷定理 ——
“x → x0時,極限 l i m f(x)存在的充分必要條件是左、右極限存在且相等?!?/p>
(潛臺詞:學(xué)好一元微分學(xué)的起點,就是學(xué)會分左右討論極限及相關(guān)問題。管它什么左連續(xù),右連續(xù),左導(dǎo)數(shù),導(dǎo)數(shù)的左極限,右導(dǎo)數(shù),導(dǎo)數(shù)的右極限,??,概念全都清清楚楚,計算通通滾瓜爛熟。)簡單地說,一元函數(shù)在每一個極限過程中僅有兩個“道路極限”。
在日常生活中,我們感覺大地是一張平面,人們在行動時談“方位”十分自然。倒是直線顯得較為特殊。
二元函數(shù)的(有序)自變量組(x,y)與平面成一一對應(yīng)。討論二元函數(shù),任意選定中心點M0,動點M可以在它的四周任意一個方位處。我們只能用向量方式(Δx,Δy)來表式相應(yīng)自變量增量。相對偏離為微距離Δ r =√((Δx)平方+(Δy)平方)。進而自然地稱函數(shù)z = f(M)相應(yīng)的增量Δz為全增量。“全”,就是強調(diào)增量可以在任意方位出現(xiàn)。
當(dāng)動點M → M0時,M可以有無窮多個連續(xù)變動方式趨向M0,既可以沿直線道路,也可以沿曲線路徑逼近M0,這就大大提高了討論極限的難度。
與一元函數(shù)對比,由兩個“道路極限”到無窮多個(還是不可列無窮多)“道路極限”,量變引起質(zhì)變。
鑒于這個困難,《高等數(shù)學(xué)》不開展關(guān)于多元函數(shù)極限的討論。學(xué)習(xí)多元微分學(xué),首先要學(xué)會利用海涅定理,選擇兩個道路極限不相等,來判斷某些極限不存在。體驗多元函數(shù)求極限的困難。例1試證明,(x,y)→(0,0)時,極限lim(y ∕(x+y))不存在分析分別取直線道路 y = x,y = 2 x,就得到不相等的“道路極限”1/2與1/3,因而所求極限不存在。
實際上,只要 k ≠ ?1,沿直線道路 y = k x,(x,y)→(0,0)時,顯然,所算得的道路極限值隨k變而變,你可以由此而窺見問題之復(fù)雜。
例2試證明極限(x,y)→(0,0)時,極限lim(xy ∕(x+y))不存在分析先取道路y = k x,k ≠ ?1,令(x,y)→(0,0)實施觀察,所有的道路極限都為0,但是你還不能就此以為所求極限為0,因為(x,y)還可以沿彎曲的道路趨于0
選取彎曲的路徑,拋物線 y = ?x +(x平方),道路極限為 ?1,故所求極限不存在。
實際上,選拋物線道路 y = ?x + a(x平方),常數(shù) a ≠ 0,則將得到隨a值不同而互不相等的無窮多個道路極限。
(畫外音:你是否感覺到大開眼界。)
進一步的討論中,“方位”成為前提。我們從中心點M0(x0,y0)出發(fā),選定一個方向,就可以計算函數(shù)沿這個方向的平均變化率 Δz /Δ r,令 Δ r → 0 求極限,得到沿這個方向的 “瞬時變化率”。這個瞬時變化率稱為方向?qū)?shù)。
(畫外音:你見過用竹桿探路行進的盲人嗎?)
令人難忘的自然是直角坐標系的兩個坐標方向。在中心點M0(x0,y0)處,一元函數(shù) z = f(x,y0)的導(dǎo)數(shù)稱為二元函數(shù) z = f(x,y)在點M0關(guān)于x的偏導(dǎo)數(shù)。它就是函數(shù)沿x軸正向的方向?qū)?shù)。同理有二元函數(shù) z = f(x,y)在點M0關(guān)于y的偏導(dǎo)數(shù)。它就是函數(shù)沿y軸正向的方向?qū)?shù)。(潛臺詞:偏導(dǎo)數(shù)的特點是“偏”。僅僅是函數(shù)在一個特殊方向的變化率。)
與一元函數(shù)一樣,更深入的問題是,在中心點M0鄰近,二(多)元函數(shù)的全增量“能否微局部線性化”,即,二(多)元函數(shù)在M0是否可微(存在全微分)。
定義 —— 若在點M0的適當(dāng)小的(園)鄰域內(nèi),函數(shù)增量△z恒可以表示為
Δz = A Δx + BΔy + о(Δ r)=“線性主部 + 高階無窮小о(Δ r)”
則稱二元函數(shù) z = f(x,y)在點M0可微(存在全微分)。
(畫外音:要檢驗函數(shù)是否可微,先寫出о(Δ r)= Δz ? A Δx + BΔy,再令Δ r → 0討論極限,看能否證明,這個尾項的確是較Δr高階的無窮小。(數(shù)學(xué)一))
矛盾自然出現(xiàn)了。矛盾集中于“全(微分)”與“偏(導(dǎo)數(shù))”。就算二(多)元函數(shù)的偏導(dǎo)數(shù)都存在,幾個特殊方向的變化率,又怎能確定函數(shù)全方位的變化??僅僅是“偏導(dǎo)數(shù)(都)存在”顯然不能保證“全微分存在”。這與一元函數(shù)“可微與可導(dǎo)等價”是截然不同的。
如果二元函數(shù) z = f(x,y)在點M0可微(存在全微分)。則容易證明兩個偏導(dǎo)數(shù)都存在,且關(guān)于x的偏導(dǎo)數(shù) = A,關(guān)于y的偏導(dǎo)數(shù) = B
“偏導(dǎo)數(shù)都存在”是可微分的必要條件。
歷史上的深入討論,找到了二(多)元函數(shù)在一點可微的一個充分條件是,函數(shù)的偏導(dǎo)數(shù)都存在且連續(xù)。
一維到高微空間是質(zhì)變。一元微分學(xué)最講究條件。討論前沿問題時,總是想能否把條件削弱一點來得到同樣的結(jié)論。而多元微分學(xué)只能以假設(shè)為前提,要什么條件就得給什么條件。比如,要是二階偏導(dǎo)數(shù)不連續(xù),二階混合偏導(dǎo)數(shù)就可能與求偏導(dǎo)順序有關(guān)。給應(yīng)用帶來巨大障礙。
在討論多元函數(shù)時,條件“(一階)偏導(dǎo)數(shù)存在且連續(xù)”是一個基本條件。沒有這個條件,僅僅知道偏導(dǎo)數(shù)存在是什么事情也做不成的。有了這個條件,則
(1)偏導(dǎo)數(shù)存在且連續(xù),則函數(shù)的全微分存在。
(2)全微分存在函數(shù)必定連續(xù)。故偏導(dǎo)數(shù)存在且連續(xù),函數(shù)必定連續(xù)。
*(3)偏導(dǎo)數(shù)存在且連續(xù)時,全體偏導(dǎo)數(shù)按坐標順序排成“梯度向量”,函數(shù)沿任意方向的方向?qū)?shù),就是“梯度向量”在該方向的投影。且“梯度向量”是方向?qū)?shù)最大的方向。
(潛臺詞:理解時要落實(站立)在中心點。)
記住主關(guān)系鏈,偏導(dǎo)數(shù)連續(xù) —→ 全微分存在 —→ 函數(shù)連續(xù)
相關(guān)選擇題就迎刃而解了。
例3設(shè)函數(shù) z=f(x, y)有定義式:
f(0, 0)= 0,其它點處f(x, y)= xy∕(x平方+y平方)
試證明,在原點(0,0)函數(shù)的兩個偏導(dǎo)數(shù)都存在但函數(shù)卻不連續(xù)。
分析類似例1,取直線道路 y = k x,即知(x,y)→(0,0)時,函數(shù)不存在極限,當(dāng)然在原點不連續(xù)。
但是,f(x,0)= 0,f(0,y)= 0,在原點處,兩個偏導(dǎo)數(shù)都為0
例4考慮二元函數(shù) f(x, y)的 4 條性質(zhì)
(1)f(x, y)在點(x0,y0)處連續(xù)。(2)f(x, y)的偏導(dǎo)數(shù)都在(x0,y0)連續(xù)。
(3)f(x, y)在點(x0,y0)處可微。(4)f(x, y)在點(x0,y0)的偏導(dǎo)數(shù)都存在。如果用表達式“P → Q”說明可以由性質(zhì)P推出性質(zhì)Q,則有(?)
(A)(2)→(3)→(1)(B)(3)→(2)→(1)
(C)(3)→(4)→(1)(D)(3)→(1)→(4)
分析(A)對。這就是主關(guān)系鏈。(3)不能推出(2),(B)錯。
(3)可以推出(4),但(4)不能推出(1),(C)錯。
(3)可以推出(1),但(1)不能推出(4)。比如二元函數(shù)z = | x |,(D)錯。
第二篇:考研高數(shù)精華知識點總結(jié):分段函數(shù)
凱程考研
歷史悠久,專注考研,科學(xué)應(yīng)試,嚴格管理,成就學(xué)員!
考研高數(shù)精華知識點總結(jié):分段函數(shù)
高等數(shù)學(xué)是考研數(shù)學(xué)考試中內(nèi)容最多的一部分,分值所占比例也最高。為此我們?yōu)榇蠹艺矸窒砹丝佳懈邤?shù)精華知識點總結(jié)之分段函數(shù)。凱程考研將第一時間滿足莘莘學(xué)子對考研信息的需求,并及時進行權(quán)威發(fā)布,敬請關(guān)注!
分段函數(shù):
1、分段函數(shù):定義域中各段的x與y的對應(yīng)法則不同,函數(shù)式是分兩段或幾段給出的;
分段函數(shù)是一個函數(shù),定義域、值域都是各段的并集。
2、絕對值函數(shù)去掉絕對符號后就是分段函數(shù)。
3、分段函數(shù)中的問題一般是求解析式、反函數(shù)、值域或最值,討論奇偶性單調(diào)性等。
4、分段函數(shù)的處理方法:分段函數(shù)分段研究。
抽象函數(shù):我們把沒有給出具體解析式的函數(shù)稱為抽象函數(shù);
一般形式為y=f(x),或許還附有定義域、值域等,如:y=f(x),(x>0,y>0)。
凱程考研,考研機構(gòu),10年高質(zhì)量輔導(dǎo),值得信賴!以學(xué)員的前途為已任,為學(xué)員提供高效、專業(yè)的服務(wù),團隊合作,為學(xué)員服務(wù),為學(xué)員引路。
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凱程考研:
凱程考研成立于2005年,具有悠久的考研輔導(dǎo)歷史,國內(nèi)首家全日制集訓(xùn)機構(gòu)考研,一直從事高端全日制輔導(dǎo),由李海洋教授、張鑫教授、盧營教授、王洋教授、楊武金教授、張釋然教授、索玉柱教授、方浩教授等一批高級考研教研隊伍組成,為學(xué)員全程高質(zhì)量授課、答疑、測試、督導(dǎo)、報考指導(dǎo)、方法指導(dǎo)、聯(lián)系導(dǎo)師、復(fù)試等全方位的考研服務(wù)。凱程考研的宗旨:讓學(xué)習(xí)成為一種習(xí)慣; 凱程考研的價值觀:凱旋歸來,前程萬里; 信念:讓每個學(xué)員都有好最好的歸宿;
使命:完善全新的教育模式,做中國最專業(yè)的考研輔導(dǎo)機構(gòu); 激情:永不言棄,樂觀向上;
敬業(yè):以專業(yè)的態(tài)度做非凡的事業(yè);
服務(wù):以學(xué)員的前途為已任,為學(xué)員提供高效、專業(yè)的服務(wù),團隊合作,為學(xué)員服務(wù),為學(xué)員引路。
特別說明:凱程學(xué)員經(jīng)驗談視頻在凱程官方網(wǎng)站有公布,同學(xué)們和家長可以查看。扎扎實實的輔導(dǎo),真真實實的案例,凱程考研的價值觀:凱旋歸來,前程萬里。
如何選擇考研輔導(dǎo)班:
在考研準備的過程中,會遇到不少困難,尤其對于跨專業(yè)考生的專業(yè)課來說,通過報輔導(dǎo)班來彌補自己復(fù)習(xí)的不足,可以大大提高復(fù)習(xí)效率,節(jié)省復(fù)習(xí)時間,大家可以通過以下幾個方面來考察輔導(dǎo)班,或許能幫你找到適合你的輔導(dǎo)班。
師資力量:師資力量是考察輔導(dǎo)班的首要因素,考生可以針對輔導(dǎo)名師的輔導(dǎo)年限、輔導(dǎo)經(jīng)驗、歷年輔導(dǎo)效果、學(xué)員評價等因素進行綜合評價,詢問往屆學(xué)長然后選擇。判斷師資力量關(guān)鍵在于綜合實力,因為任何一門課程,都不是由
一、兩個教師包到底的,是一批教師配合的結(jié)果。還要深入了解教師的學(xué)術(shù)背景、資料著述成就、輔導(dǎo)成就等。凱程考研名師云集,李海洋、張鑫教授、方浩教授、盧營教授、孫浩教授等一大批名師在凱程授課。而有的機構(gòu)只是很普通的老師授課,對知識點把握和命題方向,欠缺火候。
對該專業(yè)有輔導(dǎo)歷史:必須對該專業(yè)深刻理解,才能深入輔導(dǎo)學(xué)員考取該校。在考研輔導(dǎo)班
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中,從來見過如此輝煌的成績:凱程教育拿下2015五道口金融學(xué)院狀元,考取五道口15人,清華經(jīng)管金融碩士10人,人大金融碩士15個,中財和貿(mào)大金融碩士合計20人,北師大教育學(xué)7人,會計碩士保錄班考取30人,翻譯碩士接近20人,中傳狀元王園璐、鄭家威都是來自凱程,法學(xué)方面,凱程在人大、北大、貿(mào)大、政法、武漢大學(xué)、公安大學(xué)等院校斬獲多個法學(xué)和法碩狀元,更多專業(yè)成績請查看凱程網(wǎng)站。在凱程官方網(wǎng)站的光榮榜,成功學(xué)員經(jīng)驗談視頻特別多,都是凱程戰(zhàn)績的最好證明。對于如此高的成績,凱程集訓(xùn)營班主任邢老師說,凱程如此優(yōu)異的成績,是與我們凱程嚴格的管理,全方位的輔導(dǎo)是分不開的,很多學(xué)生本科都不是名校,某些學(xué)生來自二本三本甚至不知名的院校,還有很多是工作了多年才回來考的,大多數(shù)是跨專業(yè)考研,他們的難度大,競爭激烈,沒有嚴格的訓(xùn)練和同學(xué)們的刻苦學(xué)習(xí),是很難達到優(yōu)異的成績。最好的辦法是直接和凱程老師詳細溝通一下就清楚了。
凱程考研歷年戰(zhàn)績輝煌,成就顯著!
在考研輔導(dǎo)班中,從來見過如此輝煌的成績:凱程教育拿下國內(nèi)最高學(xué)府清華大學(xué)五道口金融學(xué)院金融碩士29人,占五道口金融學(xué)院錄取總?cè)藬?shù)的約50%,五道口金融學(xué)院歷年狀元均出自凱程.例如,2014年狀元武玄宇,2013年狀元李少華,2012年狀元馬佳偉,2011年狀元陳玉倩;考入北大經(jīng)院、人大、中財、外經(jīng)貿(mào)、復(fù)旦、上財、上交、社科院、中科院金融碩士的同學(xué)更是喜報連連,總計達到150人以上,此外,還有考入北大清華人大法碩的張博等10人,北大法學(xué)考研王少棠,北大法學(xué)經(jīng)濟法狀元王yuheng等5人成功考入北大法學(xué)院,另外有數(shù)10人考入人大貿(mào)大政法公安大學(xué)等名校法學(xué)院。北師大教育學(xué)和全日制教育碩士輔導(dǎo)班學(xué)員考入15人,創(chuàng)造了歷年最高成績。會計碩士保錄班考取30多人,中傳鄭家威勇奪中傳新聞傳播碩士狀元,王園璐勇奪中傳全日制藝術(shù)碩士狀元,(他們的經(jīng)驗談視頻在凱程官方網(wǎng)站有公布,隨時可以查看播放。)對于如此優(yōu)異的成績,凱程輔導(dǎo)班班主任邢老師說,凱程如此優(yōu)異的成績,是與我們凱程嚴格的管理,全方位的輔導(dǎo)是分不開的,很多學(xué)生本科都不是名校,某些學(xué)生來自二本三本甚至不知名的院校,還有很多是工作了多年才回來考的,大多數(shù)是跨專業(yè)考研,他們的難度大,競爭激烈,沒有嚴格的訓(xùn)練和同學(xué)們的刻苦學(xué)習(xí),是很難達到優(yōu)異的成績。
考研路上,拼搏和堅持,是我們成功的必備要素。
王少棠
本科學(xué)校:南開大學(xué)法學(xué)
錄取學(xué)校:北大法學(xué)國際經(jīng)濟法方向第一名 總分:380+ 在來到凱程輔導(dǎo)之前,王少棠已經(jīng)決定了要拼搏北大法學(xué)院,他有自己的理想,對法學(xué)的癡迷的追求,決定到最高學(xué)府北大進行深造,他的北大的夢想一直激勵著他前進,在凱程凱程考研,考研機構(gòu),10年高質(zhì)量輔導(dǎo),值得信賴!以學(xué)員的前途為已任,為學(xué)員提供高效、專業(yè)的服務(wù),團隊合作,為學(xué)員服務(wù),為學(xué)員引路。
凱程考研
歷史悠久,專注考研,科學(xué)應(yīng)試,嚴格管理,成就學(xué)員!
輔導(dǎo)班的每一刻,他都認真聽課、與老師溝通,每一個重點知識點都不放過,對于少棠來說,無疑是無比高興的是,圓夢北大法學(xué)院。在復(fù)試之后,王少棠與凱程老師進行了深入溝通,講解了自己的考研經(jīng)驗,與廣大考北大法學(xué),人大法學(xué)、貿(mào)大法學(xué)等同學(xué)們進行了交流,錄制為經(jīng)驗談,在凱程官方網(wǎng)站能夠看到。
王少棠參加的是凱程考研輔導(dǎo)班,回憶自己的輔導(dǎo)班的經(jīng)歷,他說:“這是我一輩子也許學(xué)習(xí)最投入、最踏實的地方,我有明確的復(fù)習(xí)目標,有老師制定的學(xué)習(xí)計劃、有生活老師、班主任、授課老師的管理,每天6點半就起床了,然后是吃早餐,進教室里早讀,8點開始單詞與長難句測試,9點開始上課,中午半小時吃飯,然后又回到教室里學(xué)習(xí)了,夏天比較困了就在桌子上睡一會,下午接著上課,晚上自習(xí)、測試、答疑之類,晚上11點30熄燈睡覺?!?/p>
這樣的生活,貫穿了我在輔導(dǎo)班的整個過程,王少棠對他的北大夢想是如此的堅持,無疑,讓他忘記了在考研路上的辛苦,只有堅持的信念,只有對夢想的勇敢追求。
龔輝堂
本科西北工業(yè)大學(xué)物理
考入:五道口金融學(xué)院金融碩士(原中國人民銀行研究生部)作為跨地區(qū)跨校跨專業(yè)的三凱程生,在凱程輔導(dǎo)班里經(jīng)常遇到的,五道口金融學(xué)院本身公平的的傳統(tǒng),讓他對五道口充滿了向往,所以他來到了凱程輔導(dǎo)班,在這里嚴格的訓(xùn)練,近乎嚴苛的要求,使他一個跨專業(yè)的學(xué)生,成功考入金融界的黃埔軍校,成為五道口金融學(xué)院一名優(yōu)秀的學(xué)生,實現(xiàn)了人生的重大轉(zhuǎn)折。
在凱程考研輔導(dǎo)班,雖然學(xué)習(xí)很辛苦,但是每天他都能感覺到自己在進步,改變了自己以往在大學(xué)期間散漫的學(xué)習(xí)狀態(tài),進入了高強度學(xué)習(xí)狀態(tài)。在這里很多課程讓他收獲巨大,例如公司理財老師,推理演算,非常純熟到位,也是每個學(xué)生學(xué)習(xí)的榜樣,公司理財老師帶過很多學(xué)生,考的非常好。在學(xué)習(xí)過程中,拿下了這塊知識,去食堂午餐時候加一塊雞翅,經(jīng)常用小小的獎勵激勵自己,尋找學(xué)習(xí)的樂趣。在輔導(dǎo)班里,學(xué)習(xí)成績顯著上升。
在暑期,輔導(dǎo)班的課程排得非常滿,公共課、專業(yè)課、晚自習(xí)、答疑、測試,一天至少12個小時及以上。但是他們?nèi)匀惶貏e認真,在這個沒有任何干擾的考研氛圍里,充實地學(xué)習(xí)。
在經(jīng)過暑期嚴格的訓(xùn)練之后,龔對自己考入五道口更有信心了。在與老師溝通之后,最終確定了五道口金融學(xué)院作為自己最后的抉擇,決定之后,讓他更加發(fā)奮努力。
五道口成績公布,龔輝堂成功了。這個封閉的考研集訓(xùn),優(yōu)秀的學(xué)習(xí)氛圍,讓他感覺有質(zhì)的飛躍,成功的喜悅四處飛揚。
另外,在去年,石繼華,本科安徽大學(xué),成功考入五道口金融學(xué)院,也就是說,我們只要努力,方向正確,就能取得優(yōu)異的成績。師弟師妹們加油,五道口、人大、中財、貿(mào)大這些名校等著你來。
黃同學(xué)(女生)本科院校:中國青年政治學(xué)院
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報考院校:中國人民大學(xué)金融碩士 總分:跨專業(yè)380+ 初試成績非常理想,離不開老師的辛勤輔導(dǎo),離不開班主任的鼓勵,離不開她的努力,離不開所有關(guān)心她的人,圓夢人大金融碩士,實現(xiàn)了跨專業(yè)跨校的金融夢。
黃同學(xué)是一個非常靦腆的女孩子,英語基礎(chǔ)算是中等,專業(yè)課是0基礎(chǔ)開始復(fù)習(xí),剛剛開始有點吃力,但是隨著課程的展開,完全能夠跟上了節(jié)奏。
初試成績公布下來,雖然考的不錯,班主任老師沒有放松對復(fù)試的輔導(dǎo),確保萬無一失,拿到錄取通知書才是最終的塵埃落地,開始了緊張的復(fù)試指導(dǎo),反復(fù)的模擬訓(xùn)練,常見問題、禮儀訓(xùn)練,專業(yè)知識訓(xùn)練,每一個細節(jié)都訓(xùn)練好之后,班主任終于放心地讓她去復(fù)試,果然,她以高分順利通過復(fù)試,拿到了錄取通知書。這是所有凱程輔導(dǎo)班班主任、授課老師、生活老師的成功。
張博,從山東理工大學(xué)考入北京大學(xué)法律碩士,我復(fù)習(xí)的比較晚,很慶幸選擇了凱程,法碩老師講的很到位,我復(fù)習(xí)起來減輕了不少負擔(dān)。愿大家在考研中馬到成功,也祝愿凱程越辦越好。
張亞婷,海南師范大學(xué)小學(xué)數(shù)學(xué)專業(yè),考入了北京師范大學(xué)教育學(xué)部課程與教學(xué)論方向,成功實現(xiàn)了自己的北師大夢想。特別感謝凱程的徐影老師全方面的指導(dǎo)。
孫川川,西南大學(xué)考入中國傳媒大學(xué)藝術(shù)碩士,播音主持專業(yè)。在考研輔導(dǎo)班,進步飛快,不受其他打擾,能夠全心全意投入到學(xué)習(xí)中。凱程老師也很負責(zé),真的很感謝他們。
在凱程考研輔導(dǎo)班,他們在一起創(chuàng)造了一個又一個奇跡。從河南理工大學(xué)考入人大會計碩士的李夢說:考取人大,是我的夢想,我一直努力,肯定能夠成功的,只要我們不放棄,不拋棄,并且一直在努力前進創(chuàng)造成功的條件,每個人都能夠成功。正確的方法+不懈的努力+良好的環(huán)境+嚴格的管理=成功。我相信,每個人都能夠成功。
凱程考研,考研機構(gòu),10年高質(zhì)量輔導(dǎo),值得信賴!以學(xué)員的前途為已任,為學(xué)員提供高效、專業(yè)的服務(wù),團隊合作,為學(xué)員服務(wù),為學(xué)員引路。
第三篇:高數(shù)8多元函數(shù)的極限與連續(xù)
二元函數(shù)的極限
二元極限存在常用夾逼準則證明
例1 lim(3x?2y)?14
x?2y?1211??xsin?ysin,xy?0,例2 函數(shù)f(x,y)??在原點(0,0)的極限是0.yx
xy?0.?0?二元極限不存在常取路徑
x2y例3
證明:函數(shù)f(x,y)?4在原點(0,0)不存在極限.((x,y)?(0,0))4x?y與一元函數(shù)極限類似,二元函數(shù)極限也有局部有限性、極限保序性、四則運算、柯西收斂準則等.證明方法與一元函數(shù)極限證法相同,從略.上述二元函數(shù)極限limf(x,y)是兩個自變量x與y分別獨立以任意方式無限趨近于x?x0y?y0x0與y0.這是個二重極限.二元函數(shù)還有一種極限:
累次極限
定義
若當(dāng)x?a時(y看做常數(shù)),函數(shù)f(x,y)存在極限,設(shè)當(dāng)y?b時,?(y)也存在極限,設(shè)
lim?(y)?limlimf(x,y)?B,y?by?bx?a則稱B是函數(shù)f(x,y)在點P(a,b)的累次極限.同樣,可定義另一個不同次序的累次極限,即
limlimf(x,y)?C.x?ay?b那么二重極限與累次極限之間有什么關(guān)系呢?一般來說,它們之間沒有蘊含關(guān)系.例如: 1)兩個累次極限都存在,且相等,但是二重極限可能不存在.如上述例3.2)二重極限存在,但是兩個累次極限可能都不存在.如上述的例2.多重極限與累次極限之間的關(guān)系
定理
若函數(shù)f(x,y)在點P0(x0,y0)的二重極限與累次極限(首先y?0,其次x?0)都存在,則
?limlimf(x,y).limf(x,y)x?x0y?y0x?x0y?y0
二元函數(shù)的連續(xù)性
定理
若二元函數(shù)f(P)與g?P?在點P0連續(xù),則函數(shù)f(P)?g(P),f(P)g(P),(g(P0)?0)都在點P0連續(xù)
f(P)
g(P)
定理
若二元函數(shù)u??(x,y),v??(x,y)在點P0(x0,y0)連續(xù),并且二元函數(shù)f(u,v)在點(u0,v0)???(x0,y0),?(x0,y0)?連續(xù),則復(fù)合函數(shù)f??(x0,y0),?(x0,y0)? 在點P0(x0,y0)連續(xù).1.用極限定義證明下列極限:
1)lim(4x?3y)?19;
2)lim(x?y)sinx?2y?12x?0y?011sin?0; xyx2y2xy?03)lim2.(提示:應(yīng)用?1.)22x?0x?y2x?yy?02.證明:若f(x,y)?x?y,(x?y?0),則 x?y??y?0x?0
lim?limf(x,y)??1
與
limlimf(x,y)??1.x?0??y?0??x4y43.設(shè)函數(shù)f(x,y)?4,證明:當(dāng)點(x,y)沿通過原點的任意直線(y?mx)趨23(x?y)于(0,0)時,函數(shù)f(x,y)存在極限,且極限相等.但是,此函數(shù)在原點不存在極限.(提示:在拋物線y?x上討論.)2x2?y22D?(x,y)y?x4.若將函數(shù)f(x,y)?2限制在區(qū)域,則函數(shù)f(x,y)在原點2x?y??(0,0)存在極限(關(guān)于D).5.求下列極限: 1)limx?ysinxy;
2); limx?1x2?xy?y2x?0xy?2y?422x?0y?03)lim(x?y)In(x?y);
(提示:設(shè)x?rcos?,y?rsin?)
4)limx?0y?0(1?4x2)(1?6y2)?12x2?3y2.
第四篇:多元函數(shù)
第二節(jié) 多元函數(shù)的基本概念
分布圖示
★ 領(lǐng)域★平面區(qū)域的概念
★ 多元函數(shù)的概念★ 例1★ 例
2★ 二元函數(shù)的圖形
★ 二元函數(shù)的極限★ 例3★ 例
4★ 例5★ 例6★ 例7
★ 二元函數(shù)的連續(xù)性★ 例 8
★ 二元初等函數(shù)★ 例 9-10
★ 閉區(qū)域上連續(xù)函數(shù)的性質(zhì)
★ 內(nèi)容小結(jié)★ 課堂練習(xí)
★習(xí)題6-2
內(nèi)容提要:
一、平面區(qū)域的概念:內(nèi)點、外點、邊界點、開集、連通集、區(qū)域、閉區(qū)域
二、多元函數(shù)的概念
定義1 設(shè)D是平面上的一個非空點集,如果對于D內(nèi)的任一點(x,y),按照某種法則f,都有唯一確定的實數(shù)z與之對應(yīng),則稱f是D上的二元函數(shù),它在(x,y)處的函數(shù)值記為f(x,y),即z?f(x,y),其中x,y稱為自變量,z稱為因變量.點集D稱為該函數(shù)的定義域,數(shù)集{z|z?f(x,y),(x,y)?D}稱為該函數(shù)的值域.類似地,可定義三元及三元以上函數(shù).當(dāng)n?2時, n元函數(shù)統(tǒng)稱為多元函數(shù).二元函數(shù)的幾何意義三、二元函數(shù)的極限
定義2 設(shè)函數(shù)z?f(x,y)在點P0(x0,y0)的某一去心鄰域內(nèi)有定義,如果當(dāng)點P(x,y)無限趨于點P0(x0,y0)時,函數(shù)f(x,y)無限趨于一個常數(shù)A,則稱A為函數(shù)z?f(x,y)當(dāng)(x,y)?(x0,y0)時的極限.記為
x?x0y?y0limf(x,y)?A.或f(x,y)?A((x,y)?(x0,y0))
也記作
limf(P)?A或f(P)?A(P?P0)P?P0
二元函數(shù)的極限與一元函數(shù)的極限具有相同的性質(zhì)和運算法則,在此不再詳述.為了區(qū)別于一元函數(shù)的極限,我們稱二元函數(shù)的極限為二重極限.四、二元函數(shù)的連續(xù)性
定義3 設(shè)二元函數(shù)z?f(x,y)在點(x0,y0)的某一鄰域內(nèi)有定義,如果
x?x0y?y0limf(x,y)?f(x0,y0),則稱z?f(x,y)在點(x0,y0)處連續(xù).如果函數(shù)z?f(x,y)在點(x0,y0)處不連續(xù),則稱函數(shù)z?f(x,y)在(x0,y0)處間斷.與一元函數(shù)類似,二元連續(xù)函數(shù)經(jīng)過四則運算和復(fù)合運算后仍為二元連續(xù)函數(shù).由x和y的基本初等函數(shù)經(jīng)過有限次的四則運算和復(fù)合所構(gòu)成的可用一個式子表示的二元函數(shù)稱為二元初等函數(shù).一切二元初等函數(shù)在其定義區(qū)域內(nèi)是連續(xù)的.這里定義區(qū)域是指包含在定義域內(nèi)的區(qū)域或閉區(qū)域.利用這個結(jié)論,當(dāng)要求某個二元初等函數(shù)在其定義區(qū)域內(nèi)一點的極限時,只要算出函數(shù)在該點的函數(shù)值即可.特別地,在有界閉區(qū)域D上連續(xù)的二元函數(shù)也有類似于一元連續(xù)函數(shù)在閉區(qū)間上所滿足的定理.下面我們不加證明地列出這些定理.定理1(最大值和最小值定理)在有界閉區(qū)域D上的二元連續(xù)函數(shù), 在D上至少取得它的最大值和最小值各一次.定理2(有界性定理)在有界閉區(qū)域D上的二元連續(xù)函數(shù)在D上一定有界.定理3(介值定理)在有界閉區(qū)域D上的二元連續(xù)函數(shù), 若在D上取得兩個不同的函數(shù)值, 則它在D上取得介于這兩值之間的任何值至少一次.例題選講:
多元函數(shù)的概念
例1某公司的總成本(以千元計)為
C(x,y,z,w)?5x?4y?2z?ln(w?1)
其中x是員工工資,y是原料的開銷,z是廣告宣傳的開銷,w是機器的開銷.求2C(2,3,0,10).解 用2替換x,3替換y,0替換z,10替換w,則C(2,3,0,10)?5?2?4?3?0?ln(10?1)
?29.6(千元)。
例2(E02)求二元函數(shù)f(x,y)?2arcsin(3?x2?y2)
x?y2的定義域.22??3?x?y?1解? 2??x?y?0
?2?x2?y2?4 ?2?x?y
所求定義域為D?
{(x,y)|2?x2?y2?4,x?y2}.例3(E03)已知函數(shù)f(x?y,x?y)?解設(shè)u?x?y,v?x?y,則 x2?y2x2?y2, 求f(x,y).x?u?vu?v,y?, 22
22?u?v??u?v??????2uv2??2??故得f(u,v)??, 2222u?v?u?v??u?v???????2??2?
即有f(x,y)?2xy.x2?y2
二元函數(shù)的極限
例4(E04)求極限 lim(x2?y2)sinx?0y?01.22x?y
解令u?x2?y2,則
lim(x2?y2)sinx?0
y?011=0.?limusin22u?0ux?y
例5 求極限limx?0
y?0sin(x2y)x?y22.22sinx(y)sinx(y)x2ysin(x2y)sinu2u?xy?1, ?22, 其中l(wèi)im解li22?li2limx?0x?0x?yx?0u?0uxyx?yx2yy?0y?0y?0x2y
x2?y2?12xy1?x?x2x2?y22x?0????0, sin(x2y)所以lim22?0.x?0x?yy?0
例6求極限 limx?y.x??x2?y2
y??
解當(dāng)xy?0時,0?x?yx?y11x?y???0(x??,y??), ??2y2x2xyx2?y2x2?y2
所以limx?y
x???0.y??x2?y2
例7(E05)證明limxy
x?0x2?y2不存在.y?0
證取y?kx(k為常數(shù)),則
limxy
x?0x2?y2?limx?kxk
x?0?2,y?0y?kxx2?k2x21?k易見題設(shè)極限的值隨k的變化而變化,故題設(shè)極限不存在.例8 證明limx3y
x?06不存在.y?0x?y2
證取y?kx3,limx3y
x?0x6?y2?limx3?kx3k
x?0x6?2,其值隨k的不同而變化,y?0y?kx3?k2x61?k
限不存在.二元函數(shù)的連續(xù)性
?x3?y3
例9討論二元函數(shù)f(x,y)???x2?y2,(x,y)?(0,0)在(0,0)處的連續(xù)性.??0,(x,y)?(0,0)
解由f(x,y)表達式的特征,利用極坐標變換: 令x??cos?,y??sin?,則
(x,ylim)?(0,0)f(x,y)?lim??0?(sin3??cos3?)?0?f(0,0), 所以函數(shù)在(0,0)點處連續(xù).例10(E06)求lim??ln(y?x)y?
x?0?.y?1????x2?
?
解l?
x?i0m?lny(?x)?y???1???1.y?1??x???ln1(?0)????02?
?
例11求limex?y
x?0x?y.y?1故極
ex?ye0?1ex?y??2.解因初等函數(shù)f(x,y)?在(0,1)處連續(xù),故limx?0x?y0?1x?y
y?1
課堂練習(xí)
y??1.設(shè)f?x?y,??x2?y2, 求f(x,y).x??
2.若點(x,y)沿著無數(shù)多條平面曲線趨向于點(x0,y0)時, 函數(shù)f(x,y)都趨向于A, 能否斷定
(x,y)?(x0,y0)limf(x,y)?A? ?xy2,x2?y2?0?243.討論函數(shù)f(x,y)??x?y的連續(xù)性.?2x?y2?0?0,
第五篇:多元函數(shù)微分學(xué)
多元函數(shù)的極限與連續(xù)
一、平面點集與多元函數(shù)
(一)平面點集:平面點集的表示: E?{(x,y)|(x,y)滿足的條件}.1.常見平面點集:
⑴ 全平面和半平面: {(x,y)|x?0}, {(x,y)|x?0}, {(x,y)|x?a}, {(x,y)|y?ax?b}等.⑵ 矩形域: [a,b]?[c,d], {(x,y)|x|?|y|?1}.⑶ 圓域: 開圓, 閉圓, 圓環(huán).圓的個部分.極坐標表示, 特別是 {(r,?)|r?2acos?}和{(r,?)|r?2asin?}.⑷ 角域: {(r,?)|?????}.⑸ 簡單域:X?型域和Y?型域.2.鄰域: 圓鄰域和方鄰域,圓鄰域內(nèi)有方鄰域,方鄰域內(nèi)有圓鄰域.空心鄰域和實心鄰域, 空心方鄰域與集
{(x,y)|0?|x?x0|?? , 0?|y?y0|??}的區(qū)別.(二)點集的基本概念: 1.內(nèi)點、外點和界點:集合E的全體內(nèi)點集表示為intE, 邊界表示為?E.集合的內(nèi)點?E, 外點?E, 界點不定.2.聚點和孤立點: 孤立點必為界點.例1 確定集E?{(x,y)|3.開集和閉集: 1?(x?1)2?(y?2)2?4 }的內(nèi)點、外點集、邊界和聚點.intE?E時稱E為開集,E的聚點集?E時稱E為閉集.存在非開非閉集.R2和空集?為既開又閉集.4.開區(qū)域、閉區(qū)域、區(qū)域:以上常見平面點集均為區(qū)域.5.有界集與無界集: 6.點集的直徑d(E):兩點的距離?(P1 , P2).7.三角不等式:
|x1?x2|(或|y1?y2|)?(x1?x2)2?(y1?y2)2? |x1?x2|?|y1?y2|.(三)二元函數(shù): 1.二元函數(shù)的定義、記法、圖象: 2.定義域: 例4 求定義域:
ⅰ> f(x,y)?3.有界函數(shù): 4.n元函數(shù): 9?x2?y2x2?y2?1;ⅱ> f(x,y)?lny.ln(y?x2?1)
二、二元函數(shù)的極限
(一).二元函數(shù)的極限: 1.二重極限limf(P)?A的定義: 也可記為P?P0P?D(x,y)?(x0,y0)limf(x,y)?A或x?x0y?y0limf(x,y)?A
例1 用“???”定義驗證極限
(x,y)?(2,1)lim(x2?xy?y2)?7.[1]P94 E1.xy2?0.例2 用“???”定義驗證極限 lim2x?0x?y2y?0?x2?y2,(x,y)?(0,0),?xy例3 設(shè)f(x,y)??x2?y
2?0 ,(x,y)?(0,0).? 證明(x,y)?(0,0)limf(x,y)?0.(用極坐標變換)
P?P0P?ETh 1 limf(P)?A?對D的每一個子集E ,只要點P0是E的聚點,就有l(wèi)imf(P)?A.P?P0P?D推論1 設(shè)E1?D,P0是E1的聚點.若極限limf(P)不存在, 則極限limf(P)也不存在.P?P0P?E1P?P0P?D推論2 設(shè)E1,E2?D,P0是E1和E2的聚點.若存在極限limf(P)?A1,limf(P)?A2,P?P0P?E1P?P0P?E2但A1?A2,則極限limf(P)不存在.P?P0P?D推論3 極限limf(P)存在?對D內(nèi)任一點列{ Pn },Pn?P0但Pn?P0,數(shù)列{f(Pn)}P?P0P?D ?xy ,(x,y)?(0,0),?22收斂 例4 設(shè)f(x,y)??x?y 證明極限limf(x,y)不存在.(x,y)?(0,0)?0 ,(x,y)?(0,0).?(考慮沿直線y?kx的方向極限).?例5 設(shè)f(x,y)???1,0,當(dāng)0?y?x2,???x???時,證明極限limf(x,y)不
(x,y)?(0,0)其余部分.存在.二重極限具有與一元函數(shù)極限類似的運算性質(zhì).例6 求下列極限: ⅰ>(x,y)?(0,0)limsinxyx2ylim;ⅱ>;(x,y)?(3,0)yx2?y2 ⅲ>(x,y)?(0,0)limxy?1?1ln(1?x2?y2);ⅳ> lim.22(x,y)?(0,0)xyx?yf(x,y)???的定義: 3. 極限(x,y)?(x0,y0)lim其他類型的非正常極限,(x,y)?無窮遠點的情況.例7 驗證(x,y)?(0,0)lim1???.222x?3yEx
[1]P99—100 1⑴—⑹,4,5.(二)累次極限:
1.累次極限的定義: 定義.例8 設(shè)f(x,y)?xy, 求在點(0 , 0)的兩個累次極限.22x?yx2?y2例9 設(shè)f(x,y)?2, 求在點(0 , 0)的兩個累次極限.2x?y例10 設(shè)f(x,y)?xsin11?ysin, 求在點(0 , 0)的兩個累次極限與二重極限.yx 2.二重極限與累次極限的關(guān)系:
⑴ 兩個累次極限存在時, 可以不相等.(例9)
⑵ 兩個累次極限中的一個存在時, 另一個可以不存在.例如函數(shù)f(x,y)?xsin1y在點(0 , 0)的情況.⑶ 二重極限存在時, 兩個累次極限可以不存在.(例10)
⑷ 兩個累次極限存在(甚至相等)??二重極限存在.(參閱例4和例8).綜上, 二重極限、兩個累次極限三者的存在性彼此沒有關(guān)系.但有以下確定關(guān)系.Th 2 若全面極限(x,y)?(x0,y0)limf(x,y)和累次極限limlimf(x,y)(或另一次序)都存在,則
x?x0y?y0必相等.推論1 二重極限和兩個累次極限三者都存在時, 三者相等.注: 推論1給出了累次極限次序可換的一個充分條件.推論2 兩個累次極限存在但不相等時, 全面極限不存在.注: 兩個累次極限中一個存在,另一個不存在??全面極限不存在.參閱⑵的例.三、二元函數(shù)的連續(xù)性
(一)二元函數(shù)的連續(xù)概念:
?xy22 , x?y?0 ,22??x?y例1 設(shè)f(x,y)??
?m , x2?y2?0.??1?m2證明函數(shù)f(x,y)在點(0 , 0)沿方向y?mx連續(xù).?1 , 0?y?x2, ???x??? ,例1 設(shè)f(x,y)??
([1]P101)?0 , 其他.證明函數(shù)f(x,y)在點(0 , 0)不全面連續(xù)但在點(0 , 0)f對x和y分別連續(xù).2.函數(shù)的增量: 全增量、偏增量.用增量定義連續(xù)性.3.函數(shù)在區(qū)域上的連續(xù)性.4.連續(xù)函數(shù)的性質(zhì): 運算性質(zhì)、局部有界性、局部保號性、復(fù)合函數(shù)連續(xù)性.