怎样理解多元函数,连续与偏导存在的关系,偏导连续之间的关系

2024-11-03 15:49:42
有5个网友回答
网友(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。

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。

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。

而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。

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。

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。

扩展资料:

x方向的偏导

设有二元函数 z=f(x,y) ,点(x0,y0)是其定义域D 内一点。把 y 固定在 y0而让 x 在 x0 有增量 △x ,相应地函数 z=f(x,y) 有增量(称为对 x 的偏增量)△z=f(x0+△x,y0)-f(x0,y0)。

如果 △z 与 △x 之比当 △x→0 时的极限存在,那么此极限值称为函数 z=f(x,y) 在 (x0,y0)处对 x 的偏导数,记作 f'x(x0,y0)或。函数 z=f(x,y) 在(x0,y0)处对 x 的偏导数,实际上就是把 y 固定在 y0看成常数后,一元函数z=f(x,y0)在 x0处的导数。

y方向的偏导

同样,把 x 固定在 x0,让 y 有增量 △y ,如果极限存在那么此极限称为函数 z=(x,y) 在 (x0,y0)处对 y 的偏导数。记作f'y(x0,y0)。

人们常常说的函数y=f(x),是因变量与一个自变量之间的关系,即因变量的值只依赖于一个自变量,称为一元函数。

但在许多实际问题中往往需要研究因变量与几个自变量之间的关系,即因变量的值依赖于几个自变量。

例如,某种商品的市场需求量不仅仅与其市场价格有关,而且与消费者的收入以及这种商品的其它代用品的价格等因素有关,即决定该商品需求量的因素不止一个而是多个。要全面研究这类问题,就需要引入多元函数的概念。

参考资料:百度百科---多元函数

网友(2):

先回答问题:
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。
而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。

以上,有我没有解释清楚或者没有看懂的可以追问。
谢谢观看~

网友(3):

【升级版答案】
偏导连续是高富帅,可以推出函数可微这个路人。函数可微这个路人可以推出函数连续和偏导存在(即可偏导)这两个吊丝。吊丝之间没有任何关系。
★一句话总结:高富帅→路人→两个吊丝★

下面是原答案。
首先有两点要说明一下。
1.偏导数存在且连续=偏导数连续。
2.要分清函数连续和偏导数连续。可微指的是函数可微。
下面来回答问题。
1.偏导数存在与函数连续无任何必然关系。
2.偏导数连续是函数连续的充分不必要条件。
3.偏导数存在且有界是函数连续的充分不必要条件。(额外补充)(注意有界二字!)
4.偏导数连续是可微的充分不必要条件。
5.可微是偏导数存在的充分不必要条件。
6.可微是函数连续的充分不必要条件。
接着对于疑问点较多的第一点给予更详细的解释。(连续不能推出可导,这个大家都知道,我就不赘述了。)
函数连续通俗一点说,就是一元函数在曲线上没有空心点,二元函数在面上的任何一个方向上没有空心点。二元函数在某点连续要求面上的该点在其周围360°的邻域内都不存在空心。而二元函数有偏导的必要条件是该点在x轴方向和y轴方向上的邻域没有空心,充要条件即满足偏导数的极限定义式。所以,二元函数的偏导数无论是否存在,只能保证该函数在x轴与y轴方向上的连续性,无法保证该点360°邻域上的连续性,因而函数的连续也是未知的。

最后说一句不太理解点踩的人是什么想法,我说的这么直白你都看不懂吗。

网友(4):

口诀:

偏导连续一定可微,偏导存在不一定连续,连续不一定偏导存在,可微不一定偏导连续

我倾向于用图像理解

  1.  偏导连续一定可微:可以理解成有一个n维的坐标系,既然所有的维上,函数都是可偏导且连续的,那么整体上也是可微的。

  2. 偏导存在不一定连续:整体上的连续不代表在每个维度上都是可偏导的

  3. 连续不一定偏导存在:同理如2

  4. 可微不一定偏导连续:可微证明整体是连续的,并且一定有偏导,但是无法说明在每个维度上都是可偏导的。

网友(5):


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