多元函数可导与可微的关系
多元函数连续、可导和可微性关系的相关探讨
多元函数连续、可导和可微性关系的相关探讨摘要:函数的连续性、可导性和可微分性及其内在联系在高等数学和数学分析课程中都具有十足轻重的作用.本文主要通过相关概念及几何意义研究多元函数极限、连续、偏导数和微分之间的关系,旨在帮助学习者理清概念,更好地掌握这部分的知识.关键词:多元函数;连续性;偏导数;微分引言函数微分学和积分学是高等数学和数学分析课程的非常核心的内容,在多元函数微分学学习过程中,很多同学对多元函数的极限存在、函数连续性、函数偏导数存在与函数的可微性之间的关系认识比较迷糊,从而导致后续课程的学习很吃力;同时,该部分知识也是数学相关专业考研的必考科目,其重要性不言而喻;针对这一问题,本文从多元函数(以二元函数为例)出发讨论函数这几个概念之间存在的联系与区别,在难以理解的地方通过给予实例说明,同时结合相关该男的几何意义对概念之间的关系做直观描述,最后与一元函数相关概念关系进行对比,以便加深学习者对该部分知识的深入理解.1 多元函数重极限与累次极限的关系从多元函数重极限与累次极限的定义可知,二者的存在性没有必然的蕴含关系,也就是说无法由其中一种极限判断另一种极限是否存在以及极限值的情况,但在一定的条件下,二者也是有联系的.首先,如果重极限与某个累次极限都存在的话,二者必相等,也可以说如果重极限与两个累次极限都存在的话,三者也必然相等,这也说明了如果两个累次极限都存在但不相等时,可以判断重极限一定是不存在的.2 多元函数极限存在与连续性的关系函数在某点极限存在与否不能判断函数在该点是否连续.这是因为判断函数在某点极限是否存在的前提是该点为函数定义点集的聚点,而连续性没有这一要求,这样的话即使函数在该点极限不存在也可能在该点连续,如孤立点,同时,函数在该点的极限值即使存在也未必是函数在该点的函数值,所以也未必连续.函数在某点是否连续也不能判断函数在该点是否极限存在.也就是说连续点可以是聚点也可以是孤立点,由定义可知孤立点是连续点但极限不存在,但如果连续点是聚点的话一定极限存在.总的来说,函数在该点极限是否存在不能判断在该点是否连续(聚点的话由极限值是否等于函数值决定),函数在该点是否连续也不能判断函数在该点极限的存在性(如孤立点).3 多元函数连续性与偏导数存在之间的关系多元函数连续与否无法判断偏导数是否存在,如函数在点(0,0)连续但偏导数不存在,但在点(0,0)连续且偏导数存在.函数在点(0,0)不连续但偏导数存在.同时多元函数偏导数存在与否也无法判断函数是否连续,如上述函数在点(0,0)偏导数存在且连续,而函数在点(0,0)偏导数存在但不连续.总的来说,函数在该点连续与否不能判断函数在该点偏导数是否存在,按一元函数理论,函数偏导数存在则在该方向是连续的,但多元函数的连续要求在任意方向都是连续的,这也解释了多元函数连续性与偏导数存在性的关系.需要注意的是,虽然偏导数存在无法判断函数是否连续,但如果函数偏导数存在且有界的话,就能判断函数是连续的.4 多元函数连续性与可微性的关系由可微性定义易知,函数在某点可微则在该点一定是连续的,但函数在某点连续无法判断函数在该点是否可微,如3中函数在点(0,0)连续,但在该点不可微;但函数在点(0,0)连续且可微.总的来说,函数在某点可微一定连续,反之不一定成立.5 多元函数偏导数存在与可微性之间的关系由函数可微性定义可知,如果函数在某点可微则偏导数一定存在,但偏导数存在无法判断函数的可微性,如3中函数在点(0,0)偏导数存在且可微,而函数在点(0,0)偏导数存在但不可微.从几何意义来讲,多元函数在某点可微,则曲面在该点存在不平行于z轴的切平面,但偏导数存在只能保证该点处沿某个别方向切线存在,不能保证切平面存在,这也解释了多元函数在一点可微与偏导数存在的关系.总的来说,函数在某点可微偏导数一定存在,反之不一定不成立.需要注意的是,虽然偏导数存在无法判断函数可微,但如果函数偏导数存且偏导数连续的话,就能判断函数是可微的.结束语对于一元函数而言,函数在某点可微分函数在该点可导函数在该点连续函数在该点极限存在,反过来都不一定成立.但对于多元函数而言,除了函数在某点可微分函数在该点偏导数存在、函数在某点可微分函数在该点连续外,其它关系都不一定成立.通过以上分析,明确了多元函数极限、连续、偏导数和可微几个重要概念的关系,也给出了多元函数与一元函数本质上的区别和联系,对于容易弄不清的关系通过反例给出了解释,但对函数连续性与一致连续性的关系没有提及,同时函数连续性、可微性的充分条件还有待进一步的研究.参考文献[1] 华东师范大学数学科学学院.数学分析下[M].北京:高等教育出版社,2022:89-106.[2] 金少华,徐勇等. 关于多元函数可微性教学的一个注记[J].高师理科学刊,2018(2):61-62.[3] 王霞,谢孔锋. 二元函数连续、偏导数、可微分与方向导数之间的关系及举例[J].贵阳学院学报(自然科学版),2014,9(4):1-2,40.[4]齐小忠.浅谈二元函数中六大重要概念间的关系 [J].喀什师范学院报,2013,34(3):23-25.作者简介:宋玲珍,1980.01,女,河南滑县人,汉,硕士,讲师,研究方向:图像处理。
多元导数可导可微连续的关系
多元导数可导可微连续的关系多元导数可导可微连续的关系在数学中,多元函数的导数、可导性和可微性是非常重要的概念。
它们之间存在着密切的关系,理解这些关系对于深入理解多元函数的性质和特点至关重要。
在本篇文章中,我们将深入探讨多元导数可导可微连续的关系,并从简到繁,由浅入深地展开讨论。
1. 多元函数的导数让我们简单回顾一下多元函数的导数。
对于一个函数f(x1, x2, ..., xn),它的偏导数可以表示为∂f/∂xi,而函数的导数可以表示为▽f =(∂f/∂x1, ∂f/∂x2, ...,∂f/∂xn)。
多元函数的导数可以帮助我们理解函数在不同方向上的变化率,是研究多元函数性质的重要工具。
2. 可导性和可微性的概念接下来,我们来进一步讨论多元函数的可导性和可微性。
对于一个多元函数 f(x1, x2, ..., xn),如果存在一个点 (a1, a2, ..., an),使得极限lim┬(Δx→0)〖(f(a1+Δx1, a2+Δx2, ..., an+Δxn)-f(a1, a2, ..., an)-∂f/∂x1Δx1-∂f/∂x2Δx2-...-∂f/∂xnΔxn)/│(Δx1,Δx2, ..., Δxn)│ 〗= 0成立,那么我们说函数在点 (a1, a2, ..., an) 可导,此时函数的导数就是由偏导数所构成的向量,即▽f(a1, a2, ..., an)。
如果一个函数在定义域内的每个点都可导,我们就称这个函数在该定义域内可导。
而可微性则是指函数在可导的情况下,函数的微分近似于其导数的线性变换。
3. 多元导数和可导可微的关系那么,多元导数与可导可微的关系是怎样的呢?在多元函数可导的情况下,它一定是连续的。
因为可导的定义本身需要对极限的存在进行要求,而对极限的要求可以保证函数在该点连续。
但是,可导并不一定代表可微,可导代表了在该点附近存在线性逼近,而可微代表了在该点的微分存在且近似于其导数的线性变换。
可微与可导的关系
三、可微、可导、连续、有极限的关系
可微
可导
×
×
连续
×
极限存在
四、小结
1.可微的充要条件是可微,函数 y f (x) 的微分为dy f (x)dx 为我们计算函数的微分提供了方法。
2.注意可微、可导、连续、极限存在几者间的关系。
五:课后练习
思考:可微则可导可导则可微,微分就是导数,导数 就是微分这样说法对吗?
2.5函数的微分
可微与可导的关系
一、可微与可导的关系
定理:函数 y f (x) 在点 x0处可微的充分必要条件是函
数
y
f
(x) 在点 x0
处可导,且
y
y
Ax
(x)
lim x0
x
dy f ( f (x0 )
x0
)x.
定义:函数 y f (x) 在任意点 x 的微分称为函数的微分。
记作dy f (x)x 或df (x) f (x)x.
函数 y x 的微分,dy dx (x)x x ,所以函数 y f (x)
的微分记为:dy
f (x)dx
,即
f (x) dy . dx
导数也称“微商”
二、例题
例1 求数 y x3当 x 2,x 0.02时的微分. 例2 求函数 y x3的微分.
多元函数疑难分析课
z z 记为dz,即dz dx dy . x0 , y0 x 0 , y0 x y
● 函数可微的必要条件:z f x , y 在点 x , y 可微, z z 则该函数在点 x , y 的偏导数 , 必存在, x y 且z f x , y 的全微分为
在点 ( x0 , y0 ) 处有极值,则它在该点的偏导数必
然为零:
f x ( x 0 , y0 ) 0 ,
f y ( x 0 , y0 ) 0 .
f x x0 , y0 0 f y x0 , y0 0.
凡能使一阶偏导数同时为零的点,
均称为函数的驻点.
● 若B2-AC=0, 一般用极值的定义来求;
2)有界闭区域上的最大值与最小值 求 f (x,y)在有界闭区域D 上的最大值与 最小值的一般步骤: 10 求出 f (x,y) 在D内的所有驻点以及驻点处的函数值; 20 求出 f (x,y) 在边界上的最大值与最小值;
30 求出f x , y 在角点处的函数值;
先构造函数 :
F x , y , z f x , y , z 1 x , y , z 2 x , y , z
其中1,2均为常数.
可由 F 0 解出可能的极值点的坐标 x , y ,z
二、疑难分析
1. 2002年4分 二元函数 f ( x , y )的下面4条性质: (1) 在点( x0 , y0 )处连续; (2)在点( x0 , y0 )处的两个偏导数连续; (3)在点( x0 , y0 )处可微; (4)在点( x0 , y0 )处的两个偏导数存在. 则有 :
n 2e 2 x z , f , e 2 x z f
在多元函数中可导与可微的关系
在多元函数中可导与可微的关系
在多元函数中,可导和可微的关系是密切的。
具体来说,如果一个多元函数在某一点或某个区域内可导,那么它一定在该点或区域内可微。
这是因为多元函数的可导性意味着函数的极限存在,而函数的极限存在是函数在该点或区域内可微的必要条件。
然而,可微不一定意味着可导。
也就是说,如果一个多元函数在某一点或某个区域内可微,并不意味着它一定在该点或区域内可导。
这是因为可微性要求函数在该点或区域内具有连续的偏导数,而偏导数的连续性并不一定保证函数在该点或区域内可导。
因此,在多元函数中,可导是可微的必要条件,但不是充分条件。
也就是说,如果一个多元函数在某一点或某个区域内可导,那么它一定在该点或区域内可微;但是如果一个多元函数在某一点或某个区域内可微,并不意味着它一定在该点或区域内可导。
可微与可导的关系
函数 y x 的微分,dy dx (x)x x ,所以函数 y f (x)
的微分记为:dy
f (x)dx
,即
f (x) dy . dx
导数也称“微商”
二、例题
例1 求函数 y x3当 x 2,x 0.02时的微分. 例2 求函数 y x3的微分.
三、可微、可导、连续、有极限的关系
2.5函数的微分
可微与可导的关系
一、可微与可导的关系
定理:函数 y f (x) 在点 x0处可微的充分必要条件是函
数
y
f
(x) 在点 x0
处可导,且
y
y
Ax
(x)
lim x0
x
dy f ( f (x0 )
x0
)x.
定义:函数 y f (x) 在任意点 x 的微分称为函数的微分。
记作dy f (x)x 或df (x) f (x)x.
可微
可导
×
×
连续
×
极限存在
四、小结
1.可微的充要条件是可微,函数 y f (x) 的微分为dyห้องสมุดไป่ตู้ f (x)dx 为我们计算函数的微分提供了方法。
2.注意可微、可导、连续、极限存在几者间的关系。
五:课后练习
思考:可微则可导可导则可微,微分就是导数,导数 就是微分这样说法对吗?
高等数学可导与可微的关系
高等数学可导与可微的关系
高等数学中,可导和可微是两个重要的概念,它们之间有着密切的关系。
首先,我们来看一下它们的定义和区别。
一个函数在某点可导意味着在该点附近存在导数,也就是说函数在这一点是光滑的,没有“拐点”。
可导性是对函数在某一点局部的变化率进行描述的,而可微性则更进一步,要求函数在该点不仅是可导的,还要求函数在该点的微分存在。
具体来说,一个函数在某点可导意味着在该点附近存在一个极限,这个极限就是该点的导数;而可微性则要求函数在该点附近可以用一个线性函数(即切线)来近似,也就是说函数在该点的微分存在。
因此,可导性是可微性的一个充分条件,但不是必要条件。
也就是说,如果一个函数在某点可微,那么它一定是可导的,但反过来不一定成立。
另外,需要指出的是,在实际应用中,可导和可微的概念经常是同时出现的,因为大多数情况下,我们研究的函数都是可导且可
微的。
这是因为可导和可微的函数具有很好的性质,更容易进行分析和运算。
总的来说,可导和可微是两个相关但又有区别的概念。
可导性是对函数在某点附近的局部变化率进行描述的,而可微性则要求函数在该点附近可以被线性函数近似。
它们在高等数学中有着重要的地位,对于理解函数的性质和进行相关的数学推导都具有重要的意义。
函数可导和可微的关系 -回复
函数可导和可微的关系-回复函数可导和可微是微积分中一个重要的概念。
虽然它们在很多情况下被用作同义词,但实际上它们之间存在一些微妙的区别。
在本文中,我们将逐步回答关于函数可导和可微的关系的问题,以帮助读者更好地理解这两个概念。
首先,我们需要明确函数的可导性和可微性的定义。
一个实函数在某一点可导,意味着该函数在该点存在导数。
导数可以通过求得函数在该点的切线斜率来理解,也可以通过求取函数的微分来获得。
函数的可导性是根据函数在某一点的局部行为来定义的。
而函数的可微性则是整个函数在某一区间上的性质。
如果一个函数在某一区间上所有的点都可导,那么我们说这个函数是可微的。
可以看出,可微和可导的概念是不同级别的概念,可微性是对整个函数而言的,而可导性是对单个点来说的。
具体的说,如果一个函数在某一点可导,那么这个函数在该点也是可微的。
接下来,我们将讨论函数可导和可微之间的关系。
函数可导是函数可微的充分不必要条件,也就是说,如果一个函数在某一点可导,那么它是可微的。
这是因为一个可导函数在某一点的导数就是该点的切线斜率,而整个函数的可微性要求整个函数上所有点的导数都存在。
换句话说,如果一个函数在某一点可导,那么它的导数在该点处存在,因此整个函数可微。
然而,函数的可微性并不一定意味着函数在每一个点都可导。
这是因为一个函数的可微性要求导数在整个函数的定义域上都存在,但并不要求导函数在每一点上的连续性。
也就是说,函数的可导性强于可微性,而可微性并不能保证函数在每一个点都可导。
一个经典的例子是绝对值函数。
绝对值函数在0点是不可导的,因为在0点左右两个方向上的斜率分别为-1和1。
然而,绝对值函数在整个定义域上都是可微的。
这是因为在除了0点之外的所有点,绝对值函数的导数存在且连续。
因此,绝对值函数是一个可微但在0点不可导的函数。
在这个例子中,我们可以看到可微函数不一定在所有点都可导。
函数的可微性只要求导数在整个定义域上都存在,但它不对导数的连续性进行要求。
可微与可导可积的关系
1.可微=>可导=>连续=>可积。
2. 可导和连续的关系:可导必连续,连续不一定可导;可微和连续的关系:可微和可导是一样的;可积和连续的关系:可积不一定连续,连续必定可积;可导和可积的关系:可导一般可积,可积推不出一定可导;可微在一元函数中和可导等价,在多元函数中,各变量在此点的偏导数存在为其必要条件,其充要条件还要加上在此函数所表示的广义面中在此点领域内不含有“洞”存在,可含有有限个断点。
3. 在区间上不连续,但只存在有限个第一类间断点(跳跃间断点,可去间断点)上述条件实际上为黎曼可积条件,可以放宽,所以只是充分条件,可导必连续,连续不一定可导,即可导是连续的充分条件,连续是可导的必要条件。
函数可导可微连续之间的关系
函数可导可微连续之间的关系函数可导可微连续之间的关系函数可导性•函数可导是指在某点的导数存在,即函数在该点附近有切线•如果函数在某点的导数存在,那么函数在该点是连续的•可导不一定连续,但连续一定可导函数连续性•函数连续是指在某点的极限存在且等于函数在该点的值•如果函数在某点连续,那么函数在该点有无切线或斜率都无关紧要•连续不一定可导,但可导一定连续函数可导可微的关系•如果函数在某点可导,那么函数在该点必定连续•如果函数在某点可微,那么函数在该点必定可导解释说明函数可导性和函数连续性是微积分中的两个重要概念。
函数可导表示函数在某点存在切线,也就是说函数在该点有斜率,并且函数在该点是连续的。
而函数连续则表示函数在某点的极限存在且等于该点的函数值。
在这两个概念中,可导不一定连续,但连续一定可导;连续不一定可导,但可导一定连续。
这说明了可导性和连续性之间的关系。
函数可导可微的关系比较特殊。
如果函数在某点可微,那么函数在该点必定可导。
可微表示函数在某点附近存在一个线性逼近,也就是存在一个线性函数能够很好地近似该点的函数值。
而可导表示函数在某点存在切线,即函数在该点有斜率。
因为线性逼近和切线都涉及到斜率的概念,因此可微必定可导。
综上所述,函数可导、可微和连续之间存在一定的关系。
函数可导表示函数在某点有切线,连续表示函数在某点的极限存在且等于函数值,可微表示函数在某点附近存在线性逼近。
可导不一定连续,但连续一定可导;可导必定可微。
这些概念的理解对于深入学习微积分和函数分析等数学领域非常重要。
函数可微性•函数可微是指在某点的导数存在且可导,即函数在该点附近有线性逼近•如果函数在某点可微,那么函数在该点必定连续且可导•可微不一定连续,但连续一定可微和可导解释说明函数可微性是对函数在某点的导数存在和可导性进行综合考量的概念。
可微表示函数在某点附近存在一个线性逼近,并且函数在该点存在切线,即函数在该点有斜率。
与可导性和连续性相比,可微性是更加严格的条件。
多元连续可导可微可积的关系
多元连续可导可微可积的关系在我们生活中,有很多事情就像数学一样,表面上看起来复杂得不得了,但一旦你捋顺了,就会发现其实也没那么难。
今天咱们就来聊聊一个听上去高大上的话题:“多元连续可导可微可积”。
别被这几个词吓到了,放轻松,咱们慢慢来。
1. 什么是多元连续?1.1 多元连续,简单来说,就是指一个函数在多个自变量的情况下,保持着一种“平稳”的状态。
想象一下,像一块光滑的冰面,滑滑的,没有坑坑洼洼的地方。
比如你在冬天滑冰,脚下的冰越光滑,你滑得越舒服,跌倒的几率就越小。
函数如果是多元连续的,换句话说,就是它的图像不会突然跳跃,而是平滑地变化。
1.2 这就好比你在厨房做饭,切菜的时候,你的刀子切得越顺,菜就越整齐。
试想一下,如果菜的切口不平整,那吃起来肯定不爽,对吧?同理,多元连续的函数,就是在多个自变量的交互作用下,保持一种平滑的状态,让结果更加“可口”。
2. 可导与可微的秘密2.1 接下来咱们说说“可导”和“可微”。
这两个词乍一听,好像有点高深,但其实跟生活中的很多事情都有关系。
可导意味着你能在某个点上,算出函数的斜率。
打个比方,就像你开车的时候,想知道某一时刻你的车速有多快。
这时候,你就需要用到导数了。
2.2 而可微,则是指你在任何时候都能找到函数的一个切线,就像是滑雪的时候,雪道是平坦的,你滑下来就能顺顺利利。
可微的函数就像是一条平滑的雪道,让你在“数学的雪地”里飞驰。
试想一下,若是突然出现个陡坡,那你可就要摔跤了。
3. 可积的奥秘3.1 说到可积,其实就像是一个包罗万象的储蓄罐。
可积的函数意味着你能把它的面积计算出来,就像你在商场购物,算算自己的花费。
可积的函数能够在多个自变量的情况下,合理地被“装进”一个数学的框框里,简单来说就是不管多复杂的情况,总能找到个方法让它变得简洁。
3.2 这个过程就像在做拼图。
你总是能找到那些合适的拼块,把它们组合在一起。
无论拼图多复杂,只要耐心去找,总能拼出一幅美丽的画。
可导和可微的关系
可导和可微的关系
可导和可微的关系:可微=>可导=>连续=>可积,在一元函数中,可导与可微等价。
可导与连续的关系:可导必连续,连续不一定可导;
可微与连续的关系:可微与可导是一样的;
可积与连续的关系:可积不一定连续,连续必定可积;
可导与可积的关系:可导一般可积,可积推不出一定可导;
若函数在某点可微分,则函数在该点必连续;
若二元函数在某点可微分,则该函数在该点对x和y的偏导数必存在。
若函数对x和y的偏导数在这点的某一邻域内都存在,且均在这点连续,则该函数在这点可微。
定理:若函数f(x)在x0处可导,则必在点x0处连续。
上述定理说明:函数可导则函数连续;函数连续不一定可导;不连续的函数一定不可导。
函数可导与可微的关系
函数可导与可微的关系可导和可微的关系:可微≥可导≥连续≥可积,在一元函数中,可导与可微等价。
可导和可微的关系解析可导与连续的关系:可导必连续,连续不一定可导;可微与连续的关系:可微与可导是一样的;可积与连续的关系:可积不一定连续,连续必定可积;可导与可积的关系:可导一般可积,可积推不出一定可导;可微=>可导=>连续=>可积可导定义设y=f(x)是一个单变量函数,如果y在x=x0处存在导数y′=f′(x),则称y在x=x[0]处可导。
如果一个函数在x0处可导,那么它一定在x0处是连续函数。
设f(x)在x0及其附近有定义,则当a趋向于0时,若[f(x0+a)-f(x0)]/a的极限存在, 则称f(x)在x0处可导。
若对于区间(a,b)上任意一点(m,f(m))均可导,则称f(x)在(a,b)上可导。
可导简介设函数y=f(x)在的邻域U( )内有定义,当自变量x在点取得增量,且时,相应的函数增量,若存在,则称函数y=f(x)在处可导,并称这个极限值为函数y=f(x)在点处的导数,记做 .注:若上述极限不存在,则称函数y=f(x)在点处不可导。
如果不可导的原因是由于为了方便起见,也说函数f(x)在点处的导数为无穷大。
就是函数y=f(x)在点处的变化率,它反映了函数y=f(x)在点处随自变量x变化的快慢程度。
可导条件如果一个函数的定义域为全体实数,即函数在其上都有定义,那么该函数是不是在定义域上处处可导呢?答案是否定的。
函数在定义域中一点可导需要一定的条件:函数在该点的左右两侧导数都存在且相等。
这实际上是按照极限存在的一个充要条件(极限存在,它的左右极限存在且相等)推导而来。
连续连续可导条件:就是一个函数在某一点求极限,如果极限存在,则为可导,若所得导数等于函数在该点的函数值,则函数为连续可导函数,否则为不连续可导函数。
可微定义设函数y= f(x),若自变量在点x的改变量Δx与函数相应的改变量Δy有关系Δy=A×Δx+ο(Δx),其中A与Δx无关,则称函数f(x)在点x可微,并称AΔx为函数f(x)在点x的微分,记作dy,即dy=A×Δx,当x= x0时,则记作dy∣x=x0。
可导与可微的关系
可导与可微的关系---------------------------------------------------------------------- 可导和可微的关系:可微≥可导≥连续≥可积,在一元函数中,可导与可微等价。
可导与连续的关系:可导必连续,连续不一定可导;可微与连续的关系:可微与可导是一样的;可积与连续的关系:可积不一定连续,连续必定可积;可导与可积的关系:可导一般可积,可积推不出一定可导;可微=>可导=>连续=>可积可导定义:设y=f(x)是一个单变量函数,如果y在x=x0处存在导数y′=f′(x),则称y在x=x[0]处可导。
如果一个函数在x0处可导,那么它一定在x0处是连续函数。
设f(x)在x0及其附近有定义,则当a趋向于0时,若[f(x0+a)-f(x0)]/a的极限存在, 则称f(x)在x0处可导。
若对于区间(a,b)上任意一点(m,f(m))均可导,则称f(x)在(a,b)上可导。
可导简介:设函数y=f(x)在的邻域U( )内有定义,当自变量x在点取得增量,且时,相应的函数增量,若存在,则称函数y=f(x)在处可导,并称这个极限值为函数y=f(x)在点处的导数,记做.注:若上述极限不存在,则称函数y=f(x)在点处不可导。
如果不可导的原因是由于为了方便起见,也说函数f(x)在点处的导数为无穷大。
就是函数y=f(x)在点处的变化率,它反映了函数y=f(x)在点处随自变量x变化的快慢程度。
可导条件:如果一个函数的定义域为全体实数,即函数在其上都有定义,那么该函数是不是在定义域上处处可导呢?答案是否定的。
函数在定义域中一点可导需要一定的条件:函数在该点的左右两侧导数都存在且相等。
这实际上是按照极限存在的一个充要条件(极限存在,它的左右极限存在且相等)推导而来。
连续连续可导条件:就是一个函数在某一点求极限,如果极限存在,则为可导,若所得导数等于函数在该点的函数值,则函数为连续可导函数,否则为不连续可导函数。
可微与可导的关系
导数也称“微商”
二、例题
例1 求函数 y x3当 x 2,x 0.02时的微分. 例2 求函数 y x3的微分.
三、可微、可导、连续、有极限的关系
可微
可导
×
×
连续
×
极限存在
四、小结
1.可微的充要条件是可微,函数 y f (x) 的微分为dy f (x)dx 为我们计算函数的微分提供了方法。
2.注意可微、可导、连续、极限存在几者间的关系。
五:课后练习
思考:可微则可导可导则可微,微分就是导数,导数 就是微分这样说法对吗?
可微则可导可导则可微微分就是导数导数就是微分这样说法对吗
2.5函数的微分
可微与可导的关系
一、可微与可导的关系
定理:函数 y f (x) 在点 x0处可微的充分必要条件是函
数
y
f
(x) 在点 x0
处可导,且
y
y
Ax
(x)
lim x0
x
ห้องสมุดไป่ตู้
dy f ( f (x0 )
x0
)x.
定义:函数 y f (x) 在任意点 x 的微分称为函数的微分。
记作dy f (x)x 或df (x) f (x)x.
函数 y x 的微分,dy dx (x)x x ,所以函数 y f (x)
的微分记为:dy
f (x)dx
,即
f (x) dy . dx
可导可微偏导数之间的关系
可导可微偏导数之间的关系在微积分学中,我们经常会遇到一些重要的概念,如可导性,可微性和偏导数。
这些概念在研究函数的性质以及解决实际问题中起着重要的作用。
就像一堆拼图一样,它们互相连接形成了微积分的完整图像。
可导性和可微性首先,我们需要了解可导性和可微性的概念。
在微积分中,我们经常会讨论某个函数在某一点处是否可导或可微。
可导性和可微性通常是等价的概念。
我们说函数 f 在点 x0 可导,当且仅当它在该点的导数存在,即:lim┬(h→0)〖(f(x0+h)-f(x0))/h〗存在。
同样地,我们说 f 在点 x0 可微,当且仅当它在该点的微分存在。
微分df=f'(x)dx 也可以表示为:在本质上两者是相同的,因为微分就是导数在某个点的取值,而可导性和可微性类似地描述了函数在该点的变化率。
然而,我们需要注意到,虽然可导性和可微性概念上相同,但是它们的实际意义略微不同。
可微性描述了函数的局部性质,也就是说,在一个小的区间内,一个函数可以很好地被微分,或者说在该区间内函数的变化率相对平滑。
而可导性描述了函数的全局性质,也就是说,在整个定义域内,函数的变化率存在。
偏导数接下来,我们来看偏导数的概念。
偏导数是多元函数的导数的一种扩展,它可以用来描述函数沿着一个坐标轴方向的变化率。
在二元函数 f(x,y) 中,我们可以分别定义 x 方向和 y 方向的偏导数,分别表示为∂f/∂x 和∂f/∂y。
x 方向的偏导数指的是函数 f 在点 (x0,y0) 沿着 x 轴方向的变化率。
它可以用以下公式计算:和一元函数一样,多元函数的偏导数描述了函数在该点的变化率。
现在,我们可以来探讨可导性和可微性与偏导数之间的关系了。
首先,我们注意到,对于一个可导的多元函数,它在每个点处的偏导数必然存在。
这是因为如果一个函数在某个点处可导,那么它当然可以分别在 x 和 y 方向上求导。
因此,存在偏导数就成立了。
反过来说,如果一个函数在某个点处的所有偏导数都存在,那么它不一定可导。
可导是可微的什么关系
可导是可微的什么关系本篇梳理三个概念:极限、可导、可微的关系梳理
上图
三者的关系
•极限存在未必可导,可导则极限一定存在,极限存在是可导的必要不充分条件;
•可导一定可微,可微也一定可导,可微与可导互为充要条件
•将图中可导和可微的位置调换,极限存在未必可微,可微则极限一定存在,极限存在是可微的必要不充分条
件;
三者含义
•极限存在:f(x)在x的某种趋向下,函数值无限趋近于某一确定的值,这里注意几点:
- 函数的极限与自变量的趋势有关;
- 极限值是一个特定的值,若极限值为∞则极限不存在
- 极限值包括左极限和右极限
- 极限存在的冲要条件是左极限右极限存在且相等理解了什么是极限存在,可导就相对好理解多了。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
多元函数可导与可微的关系
多元函数的可导性与可微性是微分学的重要概念,它们之间存在紧密的关系。
在正式介绍多元函数的可导与可微性之前,我们先回顾一下一元函数的可导与可微性。
一元函数的可导与可微性:
对于一元函数f(x),在一些点x0处可导的条件是存在一个常数k,使得当x趋近于x0时,f(x)与k(x-x0)的差的绝对值趋近于零,即:lim┬(x→x_0)〖(f(x)-k(x-x_0))〗=0
这个常数k就是f(x)在x0处的导数,通常表示为f'(x0)。
对于一元函数来说,可导性和可微性是等价的,即f(x)在一些点x0处可导当且仅当它在该点处可微。
多元函数的可导性:
我们将一元函数的可导性推广到多元函数。
考虑一个两个变量的函数f(x,y),如果存在实数a、b和函数h1(x,y)、h2(x,y),使得当(x,y)趋
近于(x0,y0)时,有:
f(x,y)-[f(x0,y0)+a(x-x0)+b(y-y0)]-h1(x,y)(x-x0)-h2(x,y)(y-y0)趋近于零
这里的a和b就是f(x,y)在点(x0,y0)处的偏导数。
如果存在这样的a、b和h1(x,y)、h2(x,y),我们就说f(x,y)在点(x0,y0)处可导。
类似地,对于含有n个变量的多元函数,可导性的定义也可以推广。
多元函数的可微性:
多元函数的可微性比可导性要严格一些。
对于一个两个变量的函数
f(x,y),如果它在一些点(x0,y0)处可导,则必然存在一个线性函数
L(x,y),使得当(x,y)趋近于(x0,y0)时,有:
f(x,y)-f(x0,y0)-L(x,y-x0,y-y0)趋近于零
这里的L(x,y)就是函数f(x,y)在点(x0,y0)处的全微分。
如果存在这
样的线性函数L(x,y),我们就说f(x,y)在点(x0,y0)处可微。
类似地,对于含有n个变量的多元函数,可微性的定义也可以推广。
可导与可微的关系:
从定义上来看,可微性比可导性要严格一些。
可微性要求函数在一些
点处存在一个线性函数,而可导性仅要求函数在一些点处存在一个常数。
所以,可微性蕴含了可导性。
对于一元函数来说,可微性和可导性是等价的。
但对于多元函数来说,可微性蕴含了可导性,但可导性不一定蕴含可微性。
换句话说,如果一个多元函数在一些点可微,那么它在该点一定可导;但如果一个多元函数在一些点可导,那么它是否可微需要进一步判断。
我们可以通过判断偏导数是否存在且连续来推断可导性,但可导性与
可微性之间的区别需要从数学定义上加以区分。
总结:多元函数的可导性和可微性是微分学的基本概念,它们之间存
在紧密的关系。
可微性是可导性的严格推广,可微性蕴含了可导性。
在一
元函数中,可导性和可微性是等价的,但在多元函数中,可微性蕴含了可
导性,但可导性不一定蕴含可微性。
判断可导性可以通过判断偏导数是否
存在且连续。
以上是对多元函数可导与可微的关系的详细阐述。