二元函数可微与偏导数_二元函数的连续、偏导数、可微之间的关系
时间: 2023-08-08 11:05:49 浏览: 812
二元函数的连续、偏导数、可微之间存在一定的关系。
首先,如果一个二元函数在某点处偏导数存在且连续,那么该点处一定可微。也就是说,可微性是比偏导数连续性更强的条件。
其次,如果一个二元函数在某点处可微,那么该点处一定存在偏导数,且偏导数等于该点处的梯度向量。
最后,如果一个二元函数在某点处偏导数存在且连续,但该点处不可微,那么就需要进一步检查该点处的偏导数是否满足一定的条件,比如是否满足克西条件,以确定该函数在该点处是否可微。
总之,二元函数的连续、偏导数、可微之间有一定的关系,需要根据具体情况进行分析和判断。
相关问题
二元函数一个偏导数存在另一个偏导数连续可以推出可微的几何解释
这个问题涉及到偏导数连续的条件,即偏导数存在且连续。这个条件满足后,可以推出函数在该点处是可微的。几何解释是函数在该点处的图像有一个切平面,可以表示该函数的局部线性近似。这个切平面的斜率即是函数在该点处的梯度向量,表示函数在该点处的变化率和变化方向。如果一个函数在某个点处不可微,那么该点处没有一个唯一的切平面,说明该函数在该点处的变化率和变化方向存在不确定性,无法用局部线性近似来表示。
用充要条件,充分条件,必要条件描述二元函数在一点连续,偏导数存在,偏导数连续,可微之间的关系并举例说明。
充分条件:若二元函数在点 $(x_0,y_0)$ 处连续且偏导数存在且连续,则该函数在该点可微。
必要条件:若二元函数在点 $(x_0,y_0)$ 处可微,则该函数在该点连续且偏导数存在。
举例说明:考虑函数 $f(x,y)=\begin{cases} \frac{xy}{x^2+y^2}, & (x,y)\neq (0,0) \\ 0, & (x,y)=(0,0) \end{cases}$
充分条件:首先,当 $(x,y)\neq (0,0)$ 时,$f(x,y)$ 是连续的,因为 $\lim_{(x,y)\to (0,0)} f(x,y)=0=f(0,0)$。其次,当 $(x,y)\neq (0,0)$ 时,$f(x,y)$ 的偏导数存在且连续,因为
$$\frac{\partial f}{\partial x}=\frac{y(x^2-y^2)}{(x^2+y^2)^2},\quad \frac{\partial f}{\partial y}=\frac{x(y^2-x^2)}{(x^2+y^2)^2}$$
当 $(x,y)=(0,0)$ 时,$f(x,y)$ 的偏导数也存在且连续,因为
$$\frac{\partial f}{\partial x}(0,0)=\lim_{h\to 0} \frac{f(h,0)-f(0,0)}{h}=0,\quad \frac{\partial f}{\partial y}(0,0)=\lim_{h\to 0} \frac{f(0,h)-f(0,0)}{h}=0$$
因此,根据充分条件,$f(x,y)$ 在 $(0,0)$ 处可微。
必要条件:假设 $f(x,y)$ 在 $(0,0)$ 处可微,则 $f(x,y)$ 在 $(0,0)$ 处连续且偏导数存在。由于
$$\frac{\partial f}{\partial x}(0,0)=\lim_{h\to 0} \frac{f(h,0)-f(0,0)}{h}=0,\quad \frac{\partial f}{\partial y}(0,0)=\lim_{h\to 0} \frac{f(0,h)-f(0,0)}{h}=0$$
因此,$f(x,y)$ 在 $(0,0)$ 处的偏导数存在。又由于
$$f(x,y)-f(0,0)=\frac{xy}{x^2+y^2}$$
所以
$$\lim_{(x,y)\to (0,0)} \frac{f(x,y)-f(0,0)-\frac{\partial f}{\partial x}(0,0)x-\frac{\partial f}{\partial y}(0,0)y}{\sqrt{x^2+y^2}}=\lim_{(x,y)\to (0,0)} \frac{xy}{(x^2+y^2)^{3/2}}=0$$
因此,$f(x,y)$ 在 $(0,0)$ 处可微。
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