2023數(shù)分Day62(多元函數(shù)的極限與連續(xù)2:連續(xù)與一致連續(xù))
一、本節(jié)整體
對(duì)于多元函數(shù)連續(xù)性的定義需要深刻把握;
對(duì)于利用三角形不等式放縮的技巧要爐火純青,加一項(xiàng)減一項(xiàng)要有眼力;
對(duì)于一些不等式以及求極限的能力要有所準(zhǔn)備,常練多練,掌握更多技巧。
二、需要復(fù)習(xí)掌握的
1、一元函數(shù)連續(xù)及其一致連續(xù)的定義,如何敘述要清晰
2、多元函數(shù)連續(xù)及其一致連續(xù)的定義,如何敘述要清晰
3、一個(gè)極限的運(yùn)算(3次根號(hào)下∞-∞類(lèi)型)可以借此復(fù)習(xí)極限運(yùn)算的各種類(lèi)型。

4、一個(gè)補(bǔ)充的不等式(今年華東師大真題有用到)

推論:

三、具體題目
1、(華南理工)(課本有原型)
想要證明二元函數(shù)開(kāi)域連續(xù),用定義。去湊,加一項(xiàng)減一項(xiàng),注意拆成兩項(xiàng)后,第一項(xiàng)的x并非固定量,所以繼續(xù)利用y單調(diào)遞減,把會(huì)動(dòng)的y變?yōu)椴粫?huì)動(dòng)的y,利用單調(diào)性,f(x,y)∈(f(x,y0+δ),f(x,y0-δ))(因?yàn)閥是單調(diào)遞減的);
然后使得|f(x,y)-f(x0,y0)|≤|f(x,y0±δ)-f(x0,y0)|,對(duì)這個(gè)式子再拆,拆出來(lái)的兩項(xiàng)分別關(guān)于單變量x,y連續(xù),所以各自小于ε,即證得。

2(同濟(jì)大學(xué))(課本原題的變形)
充分考察開(kāi)集的定義以及連續(xù)的定義書(shū)寫(xiě),還有原象與象的關(guān)系。
先考慮必要性:利用f連續(xù),先設(shè)出一個(gè)開(kāi)集A,記A的原象為S=f^-1(A).
對(duì)S分類(lèi)討論.
S為空集(利用空集即為開(kāi)集又為閉集的性質(zhì)),S為開(kāi)集;
S不為空集,任取x0∈S,于是f(x0)∈A(利用象和原象的關(guān)系);再結(jié)合A是開(kāi)集的定義;再使用f在x0的連續(xù)性的定義,得到S為開(kāi)集。
再考慮充分性:先找一個(gè)開(kāi)集,說(shuō)他的原象集也是開(kāi)集;再利用開(kāi)集定義,象就在之前找的開(kāi)集上面,得出f在x0連續(xù)的結(jié)果,再利用x0的任意性得出f的連續(xù)性。
(這道題要多寫(xiě)幾遍,有助于更好理解開(kāi)集的定義、象與原象關(guān)系以及對(duì)連續(xù)定義的書(shū)寫(xiě))

3(四川大學(xué))
①先利用閉域上連續(xù)必然一致連續(xù)的性質(zhì)
②寫(xiě)出一致連續(xù)的定義
③利用題干
④取上確界,用一下相關(guān)放縮
⑤利用x0的任意性,得出在【0,1】上連續(xù)。
注:書(shū)寫(xiě)過(guò)程②中非常容易漏掉一點(diǎn):“當(dāng)(x',y'),(x'',y'')∈【0,1】?【0,1】”,這一句不能漏?。?!

(下面還有一個(gè)這道題在三元情況下的原型,本題為二元情況,思路一致,只不過(guò)根據(jù)題干不同作出不同書(shū)寫(xiě)罷了)

4(華東師大)
考察一致連續(xù)和不一致連續(xù)的定義書(shū)寫(xiě)
關(guān)鍵在觀察題干中有一個(gè)導(dǎo)數(shù)有界,自然會(huì)想到使用中值定理;
第一問(wèn):先寫(xiě)出Lagrange中值定理,利用題干條件放縮之后,對(duì)于二維空間中的任意兩點(diǎn),利用二元函數(shù)連續(xù)性的定義,函數(shù)值作差,需要利用一個(gè)不等式(見(jiàn)本專(zhuān)欄二、4),然后寫(xiě)出連續(xù)的定義即可
第二問(wèn):仍然利用Lagrange中值定理,不過(guò)先記出函數(shù)g(x,y)=f(x^3+y^3),考慮兩個(gè)點(diǎn)列相減極限為0,但是函數(shù)值相減的極限不等于0,說(shuō)明不一致連續(xù)。(求點(diǎn)列極限相減極限為0,詳見(jiàn)本專(zhuān)欄二、3)利用一下Lagrange中值定理,得到函數(shù)值相減為|f'(η)|≥A,而A由題干知道是大于0的正數(shù),所以極限不為0,因此不一致連續(xù)。

