2023數(shù)分Day63(多元函數(shù)微分學(xué)與隱函數(shù)定理1:可微性證明)
一、整體感覺
1、需要對(duì)方向?qū)?shù)(及梯度)、偏導(dǎo)數(shù)、可微、連續(xù)等定義有清晰的認(rèn)識(shí)
2、對(duì)于day61中求重極限的技巧不能忘,基本每道求原點(diǎn)是否可微的題都會(huì)有所涉及
3、通過對(duì)16.3的課本習(xí)題以及總練習(xí)題的學(xué)習(xí)訓(xùn)練,發(fā)現(xiàn)為什么真題中很多都是考察在原點(diǎn)的情況(如連續(xù)、可微、方向?qū)?shù)),因?yàn)樵c(diǎn)很特殊,其他范圍可以直接利用初等函數(shù)必然連續(xù)。這也是一個(gè)新感悟。
二、需要深刻理解與掌握的點(diǎn)
1、聚點(diǎn)、開集、閉集定義
【聚點(diǎn)】

【開集、閉集】

2、平面點(diǎn)列的收斂性定義+R^2上的完備性定理(4個(gè))
【平面點(diǎn)列的收斂性定義】

【R^2上的完備性定理:柯西準(zhǔn)則、閉域套定理、聚點(diǎn)定理、有界覆蓋定理】



3、如何定義二元情況下的有界與無界函數(shù)?

4、二元函數(shù)的連續(xù)性概念(連續(xù),間斷)

5、全增量與偏增量定義


6、定理:復(fù)合函數(shù)連續(xù)性

7、有界閉域上連續(xù)函數(shù)的性質(zhì)(3條定理)

8、二元函數(shù)可微性定義及全微分

9、方向?qū)?shù)定義、方向余弦定義(涉及一個(gè)定理及其證明)及其兩道例題






10、上述兩道有關(guān)方向?qū)?shù)定義、方向余弦例題說明,
①? ? ? ? ?在一點(diǎn)可微? ? ??可以推出? ?方向?qū)?shù)存在;
但? ? ? ? ?方向?qū)?shù)存在? ??推不出? ???在一點(diǎn)可微;
②? ? ? ? ?連續(xù)? ? ? ? ? ? ?? ??推不出? ? ??方向?qū)?shù)存在;
?同時(shí)? ? 方向?qū)?shù)存在? ?也推不出? ?連續(xù).
11、梯度定義及其滿足性質(zhì)

【梯度滿足性質(zhì)】

12、梯度及其模的1道習(xí)題


三、具體題目
1(上大)
第一問:原點(diǎn)處的方向?qū)?shù)存在性問題,先設(shè)出單位向量l=(cosθ,sinθ),寫出方向?qū)?shù)的定義,發(fā)現(xiàn)會(huì)出現(xiàn)sin(tanθ)這一項(xiàng),又因?yàn)棣确秶赱0,2π),所以分成兩種情況討論θ,一種是θ=π/2,3π/2;另一種是θ≠π/2和3π/2兩種情況。發(fā)現(xiàn)前一種情況方向?qū)?shù)為0,第二種情況方向?qū)?shù)是關(guān)于θ的函數(shù);這說明函數(shù)在原點(diǎn)處沿任何方向的方向?qū)?shù)都是存在的!
第二問:求偏導(dǎo)數(shù),直接根據(jù)偏導(dǎo)數(shù)的定義算就可以了
第三問:利用可微定義,寫出那個(gè)表達(dá)式,計(jì)算一下重極限,利用取不同路徑y(tǒng)=kx(x>0)極限不一樣的那個(gè)方法,算出這個(gè)極限是一個(gè)關(guān)于k的函數(shù),隨著k的不同,極限不同,這說明重極限不存在,在原點(diǎn)不可微;這里也可以用一下極坐標(biāo)替換x=rcosθ,y=rsinθ來做,一樣是重極限不存在,在原點(diǎn)不可微。



2(安徽大學(xué))
討論二元函數(shù)在原點(diǎn)處的連續(xù)性、偏導(dǎo)數(shù)的存在性、可微性!
①利用放縮(分母用了一個(gè)均值不等式),發(fā)現(xiàn)隨著(x,y)→(0,0),這個(gè)極限值|y|→0,說明f在原點(diǎn)連續(xù);
②寫出偏導(dǎo)定義式,發(fā)現(xiàn)均為0,偏導(dǎo)數(shù)存在;
③考慮可微性,寫出那個(gè)表達(dá)式,計(jì)算重極限,看到式子中的分母出現(xiàn)了x^2+y^4,為了讓次數(shù)變?yōu)橐粯樱粤顇=ky^2,發(fā)現(xiàn)隨著k不同,極限不同,這說明重極限不存在,f在原點(diǎn)不可微!

3(福州大學(xué),北師大)
第一問:按定義做就可以了,由于題目中出現(xiàn)了絕對(duì)值,所以就考慮單側(cè)極限,讓左側(cè)極限=右側(cè)極限,就可以得到偏導(dǎo)數(shù)存在的條件了,按照寫出左側(cè)和右側(cè)的極限就可以。
第二問:考慮可微性,仍然是寫出那個(gè)表達(dá)式,去求重極限,由于此處可微,所以重極限存在,趨于0,對(duì)于放縮過程中注意要用到一個(gè)不等式“(|a|+|b|)^2≤2(a^2+b^2)”推出“(|a|+|b|)/根號(hào)下(a^2+b^2)≤根號(hào)2”,即本題的“(|x|+|y|)/根號(hào)下(x^2+y^2)≤根號(hào)2".
【學(xué)習(xí)一下這個(gè)不等式】

四、課本多元函數(shù)連續(xù)性16.3及總復(fù)習(xí)題(相關(guān)習(xí)題補(bǔ)充)















