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1、 第十六章 多元函数的极限与连续习题课一 概念叙述题1.叙述,其中的坐标为当时,有(方形邻域)当,有(圆形邻域)当,有2. 叙述,的定义3.叙述的定义4.叙述的定义5. 叙述的定义注:类似写出的定义,其中取,取,取6.叙述在点连续的定义在点连续, ,只要,就有, ,当,就有, ,当,就有7.叙述在上一致连续的定义在上一致连续只要,就有8.叙述在上不一致连续的定义在上不一致连续尽管,但有二 疑难问题与注意事项1. 表示空心邻域吗?答:不是只是去掉一点,而是去掉了两条线段,2. 的界点是的聚点吗?答:不一定,的界点还可能是的孤立点 3. 的聚点一定属于吗?答:不一定,例如,满足的一切点也是的聚点,
2、但它们都不属于注 的内点,孤立点一定属于,的聚点,界点可能属于,也可能不属于,的外点一定不属于4.区域上每一点都是聚点吗?答 区域上每一点都是聚点,因为区域是连通的开集,既然连通,就能保证,区域上每一点的邻域有无穷多个点5. ,之间有什么关系?答:6.用方形邻域证明的思路是什么?答:证明怎么证呢?-关键也是找.(用方形邻域的思路当,有.)当,有,把化简为下述形式:(注意一定要出现,).然后将适当放大,有时先要限定,,估算得,则(最综化简到这个形式);,要使,只要,即要,取,于是当,有.7. 证明判断二元函数在时二重极限不存在?答:1)当动点沿着直线而趋于定点时,若值与有关,则二重极限不存在2)
3、令,与有关,则二重极限不存在注意 若与无关,则二重极限存在3)找自变量的两种变化趋势,使两种方式下极限不同4)证明两个累次极限存在但不相等8. 当动点沿着直线而趋于定点时,若值与无关,能说明二重极限存在吗?答:不能,因为所谓二元函数存在极限,是指以任何方式趋于时,函数都无限接近于同一个常数,动点沿着直线而趋于定点这只是一种方式,还有其它方式9.计算二元函数极限有哪些方法?1) 利用有界函数与无穷小的乘积是无穷小;例 求解 因为,而,利用有界函数与无穷小的乘积是无穷小,即知 2)利用变量替换化为已知极限或化为一元函数的极限; 例 解 利用变量替换令,当时,有,因此3)利用极坐标变换令,如果沿径向
4、路径关于一致成立,则;例 求解 利用极坐标变换令,当时,有,因此4)利用不等式,使用夹逼准则例 解 因为,而因此5)初等变形求极限,如极限,凑,例解 10重极限与累次极限有什么关系?答:(1)重极限与累次极限没有必然的蕴含关系(除了若两个累次极限存在但不相等能推重极限存在);(2)若两个重极限与累次极限都存在时,则三者相等;(3)若重极限与其中一个累次极限存在时则这两者相等,另一个累次极限可能存在可能不存在(4)两个累次极限可能都存在,可能都不存在,可能一个存在一个不存在,都存在时可能相等,也可能不相等11.二元函数在连续,与一元函数在连续,一元函数在连续有什么关系?答 反例 二元函数在原点处
5、显然不连续但由 因此在原点处对与对分别都连续三 典型例题1求下列平面点集的内点、边界点、聚点、孤立点形成的集合 (1) ; (2);(3);(4) 解:(1)的内点集合是,边界点集合是,聚点集合是没有孤立点 (2)没有内点,(因为中任意一点的邻域既含有有理数,也含有无理数); 边界点集合是聚点集合是,没有孤立点 (3)没有内点,(因为中任意一点的空心邻域当距离很小时,不含整数点) 边界点集合是,没有聚点,孤立点集合是 (4)没有内点,聚点是,没有孤立点,界点是2 证明 证:()由于,即对,当时有,因此有即 ()由于,即对,当时有,从而有即 3(1)举出两个累次极限存在,但不相等的例子(2)举出
6、两个累次极限存在,且相等的例子 (3)举出两个累次极限一个存在一个不存在的例子 (4)举出两个累次极限都不存在的例子 解:(1)例如在点的两个累次极限存在,但不相等 (2)例如在点的两个累次极限存在,且相等 (3)例如在点只有一个累次极限存在不存在, (4)例如在点两个累次极限都不存在 注 两个累次极限可能都存在,可能都不存在,可能一个存在一个不存在,都存在时可能相等,也可能不相等 4试作函数,使当,时(1)两个累次极限存在而重极限不存在;(2)两个累次极限不存在而重极限存在;(3)重极限与累次极限都不存在;(4)重极限与一个累次极限存在,另一个累次极限不存在解(1),两个累次极限存在(见上题
7、),但因为与有关系,因此重极限不存在 (2),在点两个累次极限都不存在,但重极限存在 (3),在点的两个累次极限,重极限都不存在 (4)或变形:当,时,有, (1); (2); (3); (4)5. 讨论二元函数在点的连续性解 令,当,根据无穷小量乘有界量为无穷小量知,因此在点连续;当,由极限值与有关,二重极限不存在,因此在点不连续;当,由不存在,则二重极限不存在,因此在点不连续6设定义在闭矩形域若对在上处处连续,对在(且关于)为一致连续.证明在上处处连续. 分析:要证在上处处连续,只要证,在连续,即证,当,就有,因为条件中有一元函数连续,因此要出现偏增量,即证,当, (因为条件是对在上处处连续,对在(且关于)为一致连续,因此插入. 证明:因为对在上处处连续,则在连续,于是,当,就有. 因为对在(且关于)为一致连续,则有,当(对任意就有.因此,当,就有 7. 设,且在附近有证明.分析:要证,只要证当,有.而与有关系,因此就要插入,即证 证 由得,当,有. 由得,当,有.因为在附近有,于是当,有因此当,有因此.8. 在上一致连续的充要条件是:对中的每一对点列如果,便有.证 必要性 在上一致连续只要,就有对上述,因此即.充分性 反证法,设在上不一致连续尽管,但有则取总有相应的,虽然,但是 即,矛盾.因此在上一致连续.第 11 页