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第七章 多元函数微分学学习指导
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自然科学和工程技术中所遇到的函数,往往依赖于两个或更多个自变量,对于自变量多于一个的函数,通常称之为多元函数. 多元函数的概念及其微分学是一元函数及其微分学的推广和发展,它们有着许多类似之处, 但有的地方也有重大区别.本章包括多元函数的概念、偏导数、偏弹性、全微分、多元函数的极值和最值等内容,这些内容在实际中有着非常广泛的应用.
一、教学要求
1. 理解二元函数概念及几何意义.会求二元函数的定义域.
2. 知道二元函数的极限与连续性概念.
3. 理解二元函数偏导数、偏弹性、全微分的概念,熟练掌握求偏导数与全微分的方法.会求二阶偏导数,掌握求多元复合函数偏导数的方法.
4. 会求由一个方程确定的隐函数的求偏导数的方法.
5. 了解二元函数极值概念,会求二元函数的极值及解简单的应用问题.
重点:二元函数的概念,偏导数的概念与计算,全微分的概念,多元复合函数的求导公式与计算,隐函数的求导方法,会求二元函数的无条件极值.
难点:二元函数的极限与连续、偏导数存在与全微分之间的关系,多元复合函数的求导公式与计算,多元函数极值的充分条件.
二、学习要求
1.理解二元函数有关概念时,注意与一元函数相关概念对比,求同存异,加深理解.
2.多元函数偏导数计算的原则是多元函数一元化,对多元复合函数求导时,应注重利用树形图分析复合函数的复合结构,从而正确使用链式法则.
3.结合身边的实例理解偏导数分析的应用价值.
三、典型例题分析:
例1 求函数 的定义域,并画出其定义域图形.
解 要使函数表达式有意义,自变量必须同时满足条件
即
于是所求定义域为 (图7—1).
说明: 求二元函数定义域的方法与求一元函数定义域的方法类似,自变量的取
值要使解析式有意义,主要限制条件是分式函数分母不能为零,对数函数真数大于零,偶次根式被开方式非负,及三角函数等的限制条件.在画定义域图形时,要先将不等式写成等式,作出相应边界曲线图形,然后确定满足不等式的点 位于边界曲线的哪一侧,如果某个不等式是严格不等式,则相应边界曲线画成虚线,各不等式限定区域的公共部分就是定义域图形.
例2 求下列极限
(1) (2) (3)
分析: 对于二元函数的极限,可以类似于一元函数那样利用两个重要极限、四则运算法
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