關于大學高數論文范文免費
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高數是大學數學專業(yè)的重要組成部分,并且在重要的考試中所占的比重也是非常大。下面是學習啦小編為大家整理的關于大學高數論文,供大家參考。
大學高數論文范文篇一
多元函數微分學是高等數學中的一個重點,它涉及的內容是微積分學內容在多元函數中的體現,其中有關多元函數的連續(xù)性,偏導存在及可微性之間的關系是學生在學習中容易發(fā)生概念模糊和難以把握的一個重要知識點。
當前,多元函數的連續(xù)性,偏導存在及可微性之間的關系研究方面已經取得了一定的成果,但是,在一些學術性論文中只是對二元函數的連續(xù)性、偏導存在及可微性的個別關系做了具體的說明,因此,想要達到對這方面知識能做到全面的掌握對學生來說仍是一大難題。 本文通過具體實例對多元微分學中的幾個重要概念間進行分析討論,主要研究二元函數的連續(xù)性,偏導存在性,可微性等概念及它們之間因果關系. 然后推廣到多元函數,由此來總結有關多元函數的連續(xù)性、偏導存在及可微性之間的關系,并對二元函數具體的實例詳細加以證明,建立它們之間的關系圖,這樣對有效理解和掌握多遠函數微分學知識將起到重要作用。
一、函數連續(xù)
一個一元函數若在某點存在左導數和右導數,則這個一元函數必在這點連續(xù).但對于二
p(x,y)f(x,y)元函數f(x,y)來說,即使它在某點000既存在關于x的偏導數x00,又存在
關于y的偏導數
域fy(x0,y0),f(x,y)也未必在p0(x0,y0)連續(xù)。甚至,在p0(x0,y0)的某鄰U(p0)存在偏導數fx(x,y)(或fy(x,y))f(x,y)(或fy(x,y))在點,而且x
p0(x0,y0)連續(xù),也不能保證f(x,y)在p0(x0,y0)連續(xù).如函數
21y0sinx,y
0,y0f(x,y)
關于具體驗算步驟不難得出。過,我們卻有如下的定理。
定理1 [1]設函數f(x,y)在點p0(x0,y0)的某鄰域U(p0)內有定義,若f(x0,y)作為y的一元函數在點y=y0連續(xù),fx(x,y)在U(p0)內有界,則f(x,y)在點p0(x0,y0)連續(xù)。
p(x,y)U(p0)有定義,fy(x,y)在U(p0)定理2 [4]設函數f(x,y)在點000的某鄰域內有界,
f(x,y0)作為x的一元函數在點xx0連續(xù),則f(x,y)在點p0(x0,y0)連續(xù)。
定理1和定理2可推廣到更多元的情形中去。
000
f(x,x,,x)p(x,x,,x12n在點012n)的某鄰域U(p0)內有定義, 定理 3[5] 設函數
fxi(x1,x2,xn)
U(p0)有界(i1,2,n),f(x1,xi1,xi,xi1,xn)作為
在
00
x1,xi1,xi1,xn的n-1元函數在點(x1,xi01,xi01,xn)連續(xù),則 f(x1,x2,,xn)在 000
p(x,x,,xn)連續(xù)。 點012
二、多元函數的偏導數
我們知道高等數學及數學分析教材中有:偏導數
//
fxy
////fxy(x0,y0)fyx(x0,y0)
此式成立的條件為:
和
//
fyx
在
(x0,y0)都連續(xù)。
下面給出一個更若條件下二元混合偏導數求導次序無關的條件。
//////
fffp(x,y)ff(x,y)yyxyx
定理4 [6]若函數在000的某鄰域內偏導數x,及存在,且//////
fxyfxy(x0,y0)fyx(x0,y0)pp00在對y連續(xù),則偏導數在存在,且
三、多元函數的可微性
考察函數的可微性時,如果知道偏導數連續(xù),則函數一定可微.但是偏導數連續(xù)性條件常常不滿足,或不易判斷。知函數在點
p0可微的必要條件是各個偏導數在p0處存在.如果
p函數zf(x,y)在0處的全增量可表示為:
z=A
則常數A與B一定為A=
x+B
y+()
fx(p0) B=fy(P0) 且函數在P0處可微。[7]
lim
Z
0p定理5[2] 設n元函數zf(p)在0的某個鄰域內有定義,且極限存在,記
為
p(1) 若0,則函數zf(p)在0處不可微;
dzp
0p0
(2) 若=0,則函數在0處可微且,其中。
我們以二元函數為例證明。
定理6[3] 若n+1元函數可微(即把
f(x1,xn,y)關于y的偏導數對n+1個變量連續(xù),x,xn
關于1
f(x1,xn,y)
可微。
f(x1,xn,y)
中的y看成常數后可微),則n+1元函數
推論 若n(n≥2)元函數
f(x1,xn,)的偏導數存在,且至多有一個偏導不連續(xù),則
f(x1,xn,)可微。
1、
若函數在點P可微該函數在點P連續(xù);若函數在點P可微該函數在P點處存在偏導數;若函數在點P可微該函數在點P處的一切方向導數都存在。
2、 3、
若函數在P點處連續(xù)函數在點P處存在偏導數。
若函數在P點處偏導數存在該函數在點P處的一切方向導數存在(僅有
/
fx這種關系:函數在點P處偏導數存在該函數在P處沿X軸方向的導數存
在),函數在P處的一切方向導數存在該函數在P處偏導存在。
4、 5、
函數在P處的一切方向導數都存在該函數在P處連續(xù)。 函數在P處的一切方向導數都存在該函數在點P處可微。[11]
多元函數在點P可微,那么函數在P點的偏導數必存在。即偏導數存在時可微的必要但不充分條件。而多元函數偏導數在點P連續(xù)是函數在該點可微分的充分條件,但不是必要條件。但是,多元函數在一點連續(xù)在該點其偏導數不一定存在,也不一定可微;多元函數在一點偏導數存在而在該點不一定連續(xù);多元函數在一點可微在該點也不一定連續(xù)。[12] 若n+1元函數
f(x1,xn,y)
關于y的偏導數對n+1個變量連續(xù),關于
x1,xi1,xi1,xn可微(即把f(x1,xn,y)中的y看成常數后可微),則n+1元函數
f(x1,xn,y)
可微。[13]
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