25. Непрерывные функции
Определение: Пусть точка М0(х0, у0) принадлежит области определения функции f(x, y). Тогда функция z = f(x, y) называется непрерывной в точке М0(х0, у0), если
(1)
причем точка М(х, у) стремится к точке М0(х0, у0) произвольным образом.
Если в какой – либо точке условие (1) не выполняется, то эта точка называется точкой разрыва функции f(x, y). Это может быть в следующих случаях:
Функция z = f(x, y) не определена в точке М0(х0, у0).
Не существует предел .
Этот предел существует, но он не равен f( x0, y0).
26.Дифференцирование функций нескольких переменных.
Определение: Полным дифференциалом функции z = f(x, y) называется главная линейная относительно х и у приращения функции z в точке (х, у).
Для функции произвольного числа переменных:
Определение. Пусть в некоторой области задана функция z = f(x, y). Возьмем произвольную точку М(х, у) и зададим приращение х к переменной х. Тогда величина xz = f( x + x, y) – f(x, y) называется частным приращением функции по х.
Можно записать
.
Тогда
называется частной
производной функции
z
= f(x,
y)
по х.
Обозначение:
Аналогично определяется частная производная функции по у.
Геометрическим
смыслом частной
производной (допустим
)
является тангенс угла наклона касательной,
проведенной в точке N0(x0,
y0,
z0)
к сечению поверхности плоскостью у =
у0.
Геометрическим смыслом полного дифференциала функции двух переменных f(x, y) в точке (х0, у0) является приращение аппликаты (координаты z) касательной плоскости к поверхности при переходе от точки (х0, у0) к точке (х0+х, у0+у).
Как видно, геометрический смысл полного дифференциала функции двух переменных является пространственным аналогом геометрического смысла дифференциала функции одной переменной.
Градиент.
Определение: Если в некоторой области D задана функция u = u(x, y, z) и некоторый вектор, проекции которого на координатные оси равны значениям функции u в соответствующей точке
,
то этот вектор называется градиентом функции u.
При этом говорят, что в области D задано поле градиентов.
27.Производная сложной функции
Пусть y = f(x), x = g(t), т.е у- сложная функция.
Тогда dy = f(x)g(t)dt = f(x)dx.
Видно, что форма записи дифференциала dy не зависит от того, будет ли х независимой переменной или функцией какой- то другой переменной, в связи с чем эта форма записи называется инвариантной формой записи дифференциала.
Однако, если х- независимая переменная, то
dx = x, но
если х зависит от t, то х dx.
Таким образом форма записи dy = f(x)x не является инвариантной.
Производная сложной функции.
Теорема. Пусть y = f(x); u = g(x), причем область значений функции u входит в область определения функции f.
Тогда
Доказательство.
( с учетом того, что если x0, то u0, т.к. u = g(x) – непрерывная функция)
Тогда
