第九章.多元函数微分法.ppt

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1、第八章第八章 多元函数微分法多元函数微分法及其应用及其应用1.多元函数的基本概念多元函数的基本概念2.偏导数偏导数3.全微分及其应用全微分及其应用4.多元复合函数的求导法则多元复合函数的求导法则5.隐函数的求导公式隐函数的求导公式6.微分法在几何上应用微分法在几何上应用7.方向导数与梯度方向导数与梯度8.多元函数的极值及其求法多元函数的极值及其求法主主 要要 内内 容容基本要求基本要求 1、理理解解多多元元函函数数的的概概念念，了了解解二二元元函函数数的的极极限限、连连续续性性等等概概念念及及有有界界闭闭域域上上连连续续函函数数的性质；的性质；2、理理解解偏偏导导数数、高高阶阶偏偏导导数数和和

2、全全微微分分的的概概念念，了了解解偏偏导导数数的的几几何何意意义义、全全微微分分 存存在在的的充充分分和和必必要要条条件件和和高高阶阶混混合合偏偏导导数数与与求求导导次次序序无关的条件；无关的条件；3、掌掌握握多多元元复复合合函函数数的的求求导导法法则则，会会求求隐隐函数（包含由方程组确定的隐函数）的偏导数；函数（包含由方程组确定的隐函数）的偏导数；基本要求（续）基本要求（续）4、理理解解多多元元函函数数的的极极值值和和条条件件极极值值的的概概念念，会会求求多多元元函函数数极极值值、最最值值，熟悉条件极值与拉格朗日乘数法；熟悉条件极值与拉格朗日乘数法；5、熟熟悉悉空空间间曲曲线线的的切切线线方

3、方程程、法法平平面面方方程程的的求求法法，熟熟悉悉曲曲面面的的切切平平面面方方程和法线方程的求法；程和法线方程的求法；（1）邻域）邻域一、区域一、区域第一节第一节 多元函数的基本概念多元函数的基本概念（2）区域）区域例如，例如，即为开集即为开集连通的开集称为区域或开区域连通的开集称为区域或开区域例如，例如，例如，例如，有界闭区域；有界闭区域；无界开区域无界开区域例如，例如，（3）聚点（补充）聚点（补充）1.内点一定是聚点；内点一定是聚点；说明：说明：说明：说明：2.边界点可能是聚点；边界点可能是聚点；例例(0,0)既是既是边界点也是聚点边界点也是聚点3.点集点集E的聚点可以属于的聚点可以属于E

4、，也可以不属于也可以不属于E例如例如,(0,0)是聚点但不属于集合是聚点但不属于集合例如例如,边界上的点都是聚点也都属于集合边界上的点都是聚点也都属于集合（4）n维空间维空间1.n维空间的记号为维空间的记号为说明：说明：说明：说明：2.n维空间中两点间距离公式维空间中两点间距离公式 3.n维空间中邻域、区域等概念维空间中邻域、区域等概念 特殊地当特殊地当 时，便为数轴、平面、时，便为数轴、平面、空间两点间的距离空间两点间的距离内点、边界点、区域、聚点等概念也可定义内点、边界点、区域、聚点等概念也可定义邻域：邻域：设两点为设两点为（1）二元函数的定义）二元函数的定义类似地可定义三元及三元以上函数

5、类似地可定义三元及三元以上函数二、二、多元函数概念多元函数概念例例1 1 求求 的定义域的定义域解解所求定义域为所求定义域为（2）二元函数二元函数 的图形的图形（如下页图）（如下页图）二元函数的图形通常是一张曲面二元函数的图形通常是一张曲面.例如例如,图形如右图图形如右图.例如例如,左图球面左图球面.单值分支单值分支:三、多元函数的极限三、多元函数的极限说明：说明：（1）定义中）定义中 的方式是任意的；的方式是任意的；（2）二元函数的极限也叫二重极限）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）二元函数的极限运算法则与一元函数类似例例2 2 求证求证 证证当当 时，时

6、，原结论成立原结论成立例例3 3 求极限求极限 解解其中其中例例4 4 证明证明 不存在不存在 证证取取其值随其值随k的不同而变化，的不同而变化，故极限不存在故极限不存在不存在不存在.观察观察确定极限确定极限不存在不存在的方法：的方法：利用点函数的形式有利用点函数的形式有四、多元函数的连续性四、多元函数的连续性定义定义3 3例例5 5 讨论函数讨论函数在在(0,0)处的连续性处的连续性解解 取取故函数在故函数在(0,0)处连续处连续.当当 时时例例6 6 讨论函数讨论函数在在(0,0)的连续性的连续性解解取取其值随其值随k的不同而变化，的不同而变化，极限不存在极限不存在故函数在故函数在(0,0

7、)处不连续处不连续闭区域上连续函数的性质闭区域上连续函数的性质 在有界闭区域在有界闭区域D D上的多元连续函数，在上的多元连续函数，在D D上至少取得它的最大值和最小值各一次上至少取得它的最大值和最小值各一次 在有界闭区域在有界闭区域D D上的多元连续函数，如上的多元连续函数，如果在果在D D上取得两个不同的函数值，则它在上取得两个不同的函数值，则它在D D上上取得介于这两值之间的任何值至少一次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）最大值和最小值定理（2）介值定理）介值定理（3）一致连续性定理）一致连续性定理*在有界闭区域在有界闭区域D D上的多元连续函数必定在上的多元连续函数必定在DD上一致连续上一致连续多元初等函数多元初等函数：由多元多项式及基本初等函数：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定义区域是指包含在定义域内的区域或闭区域例例解解课堂思考题课堂思考题思考题解答思考题解答不能不能.例例取取但是但是 不存在不存在.原因为若取原因为若取