多元函数的基本概念极限和连续性.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,多元函数的基本概念极限和连续性,一、区域,1.邻域,点集,称为点,P,0,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,P,0,的,去心邻域,记为,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.,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,.,P,E,(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),内点一定是聚点；,边界点可能是聚点；（孤立点是边界点，但不是聚点）,若点 的某一个邻域内除点 外其余各点都不属于E，则称 为点集E的,孤立点,。,例如,边界上的点都是聚点也都属于集合,例如,(0,0)既是,边界点也是聚点但不属于集合,D,(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,;,例如，,在平面上,开区域,闭区域,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,P,D,与某定点,A,的距离,AP,K,则称,D,为,有界域,界域,.,否则称为,无,（4）n,维空间,n维空间的记号为,说明：,n维空间中两点间距离公式,n维空间中邻域、区域等概念,特殊地当 时，便为数轴、平面、空间两点间的距离,内点、边界点、区域、聚点等概念也可定义,邻域：,设两点为,二、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,（如下页图）,二元函数的图形通常是一张曲面.,例如,图形如右图.,例如,左图球面.,单值分支:,三、多元函数的极限,说明：,（1）定义中 的方式是任意的；,（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,例2,求证,证,当 时，,原结论成立,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,四、多元函数的连续性,定义3,例5,讨论函数,在(0,0)处的连续性,解,取,故函数在(0,0)处连续.,当 时,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,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,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,（1）最大值和最小值定理,（2）介值定理,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,例,解,多元函数极限的概念,多元函数连续的概念,闭区域上连续函数的性质,（注意趋近方式的,任意性,）,五、小结,多元函数的定义,思考题,思考题解答,不能.,例,取,但是 不存在.,原因为若取,练习,是否存在？,解:,利用,所以极限不存在.,练 习 题,练习题答案,不存在.,观察,观察,不存在.,观察,不存在.,观察,不存在.,观察,不存在.,观察,不存在.,观察,不存在.,观察,不存在.,观察,不存在.,观察,不存在.,观察,不存在.,观察,不存在.,