Непрерывность функции двух переменных.
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ЛИПЕЦКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ФАКУЛЬТЕТ ЭКОНОМИКИ И ИНФОРМАТИКИ КАФЕДРА МАТЕМЕТИЧЕСКИХ МЕТОДОВ В ЭКОНОМИКЕ
РЕФЕРАТ НА ТЕМУ: “ЧАСТНЫЕ ПРОИЗВОДНЫЕ” ВЫПОЛНИЛ: СТУДЕНТ II КУРСА ГР. И-04-2 ПИВКОВ В.А. ПРОВЕРИЛ: ВОРОНОВА Е.А. Г. Липецк - 2006 Содержание. I. Функции нескольких переменных.
Определение функции нескольких переменных Предел функции двух переменных Непрерывность функции двух переменных II. Частные производные Частные производные Полный дифференциал Производная и дифференциал сложной функции Неявные функции и их дифференцирования III. Частные производные и дифференциалы высших порядков Частные производные высших порядков Признак полного дифференцирования Дифференциалы высших порядков Список литературы I. ФУНКЦИИ НЕСКОЛЬКИХ ПРЕМЕННЫХ. Определение функции нескольких переменных. Переменная z называется функцией двух независимых переменных x и y, если некоторым парам значении x и y по какому – либо правилу или закону ставится в соответствие определенное значение z. Множество G пар значений x и y, которые могут принимать переменные x и y, называется областью определения функции, а множество всех значений, принимаемых z в области определения, - областью значений функции z. Переменные x и называются аргументами функции. Пара чисел x и y определяет положение точки M на плоскости xOy с координатами x и y. Поэтому функцию двух переменных можно рассматривать либо как функцию двух переменных можно рассматривать как функцию точки M , либо как скалярную функцию векторного аргумента . Каждой тройке (x; y; z) в пространстве Oxyz соответствует точка M(x; y; z). Совершенно аналогично случаю двух переменных можно дать определение функции трех переменных . Областью определения функции трех переменных будет все пространство или его часть. Аналогично можно дать определение функции четырех и более переменных.
Предел функции двух переменных. Множество точек M(x; y), координаты x и y которых удовлетворяют неравенству или называется δ-окрестность точки .
Определение. Число A называет пределом функции при стремлении точки M к точке , если для любого ε>0 существует такое δ>0, что для всех точек M из области определения этой функции, удовлетворяющих условию имеет место неравенство . Обозначают это так: или Функция называется бесконечно малой при если
Непрерывность функции двух переменных. Пусть точка принадлежит области определения . Определение. Функция называется непрерывной в точке если или причем точка M стремится к M0 произвольным образом, оставаясь в области определения функции. Обозначим , . Полным приращением при переходе от точки , к точке M называется разность значении функции в этой точке , т.е.
II. Частные производные. Частные производные.
Частной производной функции нескольких переменных по какой-нибудь переменной в рассматриваемой точке называется обычная производная по этой переменной, считая другие переменные фиксированными (постоянными). Например, для функции двух переменных в точке частные производные определяются так: , , если эти пределы существуют. Величина называется частным приращением функции z в точке по аргументу . Используются и другие обозначения частных производных: , , , , , , , . Символы , , , как дроби трактовать нельзя (в этом отличие от случая одной переменной). Из определения следует геометрический смысл частной производной функции двух переменных: частная производная - угловой коэффициент касательной к линии пересечения поверхности и плоскости в соответствующей точке. Пользуясь понятием скорости изменения переменной, можно сказать, что частная производная есть скорость изменения функции относительно при постоянном . Из определения частных производных следует, что правила вычисления их остаются теми же, что для функций одной переменной, и только требуется помнить, по какой переменной ищется производная. Пример 1. Если , то , . Пример 2. Если , то , . Величина называется изотермическим коэффициентом упругости идеального газа.
Аналогично определяются и обозначаются частные производные функции трех и большего числа независимых переменных.
Полный дифференциал. . (1) Если приращение (1) можно представить в виде , (2) Где Аи В не зависят от и , а и стремятся к нулю при стремлении к нулю и , то функция называется дифференцируемой в точке , а линейная часть приращения функции (т.е. та часть , которая зависит от и линейно) называется полным дифференциалом (или просто дифференциалом) этой функции в точке и обозначается символом : . (3) Из определения дифференцируемости функции следует, что если данная функция дифференцируема в точке , то она в этой точке непрерывна. Действительно, если в точке функция дифференцируема, то для этой точки представимо в форме (2), откуда следует, что , а это и означает, что в точке функция непрерывна. Из дифференцируемости функции в данной точке следует существование ее частных производных в этой точке (необходимое условие дифференцируемости). В самом деле, пусть функция в точке дифференцируема. Тогда имеет место соотношение (2). Полагая в нем , имеем: . Деля на и переходя к пределу при , получаем: . Это означает, что в точке существует частная производная функции по и . (4) Аналогично доказывается, что в точке существует частная производная . (5) Используя формулы (4) и (5), можно переписать выражение (3) в виде . Если положить , то , т.е. . Аналогично, полагая , получим . Значит, дифференциалы независимых переменных совпадают с приращениями этих переменных, и можно записать дифференциал (3) в следующем виде: . Теорема (достаточное условие дифференцируемости). Если функция имеет частные производные в некоторой окрестности точки и эти производные непрерывны в самой точке , то эта функция дифференцируема в точке . Доказательство. Дадим переменным и столь малые приращения и , чтобы точка не вышла за пределы указанной окрестности точки . Полное приращение можно записать в виде . Каждая из этих разностей представляет частное приращение функции. Преобразует каждую из этих разностей по формуле Лагранжа. Получим: (6) Так как производные и непрерывны в точке , то , Отсюда , , где и - бесконечно малые при , . Подставляя эти значения в равенство (6), находим: , а это и означает, что функция дифференцируема в точке .
Популярное: Почему двоичная система счисления так распространена?: Каждая цифра должна быть как-то представлена на физическом носителе... Личность ребенка как объект и субъект в образовательной технологии: В настоящее время в России идет становление новой системы образования, ориентированного на вхождение... Как распознать напряжение: Говоря о мышечном напряжении, мы в первую очередь имеем в виду мускулы, прикрепленные к костям ... Организация как механизм и форма жизни коллектива: Организация не сможет достичь поставленных целей без соответствующей внутренней... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (255)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |