对于多元函数,偏导数的几何意义,偏导数和函数的函数连续关系

如题所述

1.多元函数连续不是偏导存在的充分条件也不是必要条件
2.而偏导连续则是更强的条件,即偏导存在且连续可以推出多元函数连续,反之不可。

下面来分析,首先大家需要了解这些定义都是人定义出来的,可以反映多元函数的部分特征。所以,只要掌握了这些定义的意义就可以看出其背后的本质,才能判断定义间的相互关系。
定义
1.多元函数连续,f为多元函数,对于其定义域内任一聚点X,当一列{Xn}趋近于X时,f(Xn)趋近于f(X),则称f在定义域上连续。需要注意的是,这里的{Xn}是可以用任何方式趋近X的,是任何方式!!这就是很关键的一点了,后面的很多判断也是基于此。

2.多元函数偏导存在,具体定义这里不好打出来。我说一下,和一元函数十分类似的定义,把其余的元视为常量,然后求函数值之差和自变量之差的商的极限即可。这里的关键是,只在一个方向上的极限!
3.多元偏导数存在且连续,结合1.2的定义即可。
所以,由1.2定义可以看出来多元函数连续和其偏导存在是没有直接联系的。
多元函数在某点可偏导,可是可能在这点沿不同方向的极限不同,所以不一定连续。
连续函数的偏导是不是一定存在,这个例子在一元函数里也很常见,比如x的绝对值,在x=0的时候没有导数。
而偏导连续这就很强了。我们这里引入多元函数可微的概念,具体定义叙述很麻烦。
我的理解是类似于用多元线性函数来逼近一般多元函数。
而偏导连续(是偏导连续哦!而不是偏导数存在+函数连续!是偏导数存在且偏导数连续),是可以推出可微的。(这个证明我也没有写,参见北京大学出版社的《数学分析3》作者伍胜健)
而可微是很强的结论,因为可以用十分特殊的线性函数来逼近的话,很多特殊的反例就不见了,而线性函数是连续的,这由定义可以看出来。
所以,偏导存在且连续可以推出函数连续,反之不能。
反例沿用之前的反例,函数连续,但偏导不存在。
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