多元函数求导经典例题ppt课件.ppt

1 多元函数习题课 2 一学习要求 1 理解多元函数的概念 理解二元函数的几何意义 2 理解二元函数的极限与连续性的概念 以及有界闭域上连续函数的性质 多元函数的概念极限及连续 3 3 理解偏导数和全微分的概念 会求全微分 了解全微分存在的必要和充分条件 了解全微分形式不变性 4 掌握复合函数的一阶和二阶偏导数的求法 5 会求隐函数的偏导数 6 掌握高阶偏导数与高阶微分的概念 掌握二阶偏导数的计算 多元函数的偏导数及全微分 4 偏导数的应用 7 正确理解多元函数极值的概念 极值存在的必要条件和判断极值的充分条件 会求一般函数的极值 会利用拉格朗日乘数法求多元函数的条件极值 8 理解二重积分的概念 了解二重积分的性质 9 掌握二重积分 直角坐标 极坐标 的计算方法 10 了解广义二重积分的概念和计算方法 多元函数积分学 5 二 主要内容 平面点集和区域 多元函数的极限 多元函数连续的概念 极限运算 多元连续函数的性质 多元函数概念 6 全微分的应用 高阶偏导数 隐函数求导法则 复合函数求导法则 全微分形式的不变性 偏导数在经济上的应用 多元函数的极值 全微分概念 偏导数概念 7 1 区域 1 邻域 8 3 n维空间 2 区域 连通的开集称为区域或开区域 9 2 多元函数概念 10 3 多元函数的极限 11 说明 1 定义中的方式是任意的 2 二元函数的极限也叫二重极限 3 二元函数的极限运算法则与一元函数类似 4 极限的运算 12 5 多元函数的连续性 13 6 闭区域上连续函数的性质 在有界闭区域D上的多元连续函数 在D上一定有最大值和最小值 2 最大值和最小值定理 1 有界性定理 有界闭区域D上的多元连续函数是D上的有界函数 在有界闭区域D上的多元连续函数 如果在D上取得两个不同的函数值 则它在D上取得介于这两值之间的任何值至少一次 3 介值定理 14 7 偏导数概念 15 16 17 高阶偏导数 纯偏导 混合偏导 定义二阶及二阶以上的偏导数统称为高阶偏导数 18 偏导数在经济上的应用 交叉弹性 19 即 20 21 10 全微分概念 22 多元函数连续 可导 可微的关系 23 11 全微分的应用 主要方面 近似计算与误差估计 24 12 复合函数求导法则 以上公式中的导数称为全导数 25 26 13 全微分形式不变性 无论是自变量的函数或中间变量的函数 它的全微分形式是一样的 27 隐函数的求导公式 14 隐函数的求导法则 28 29 15 多元函数的极值 定义 30 多元函数取得极值的条件 定义一阶偏导数同时为零的点 均称为多元函数的驻点 极值点 注意 驻点 31 32 33 条件极值 对自变量有附加条件的极值 34 三 典型例题 1多元函数极限 计算多元函数极限的常用方法 1 利用不等式 使用夹挤定理 2 利用极坐标或其他变量代换转化成一元函数的极限 3 利用各种可利用的一元函数求极限的方法 4 利用函数的连续性 5 若事先能看出极限 可利用极限定义证明 35 解 36 解 例2 注意 在某些情况下可以利用极坐标求极限 但要注意在定义域内r 的变化 37 解 1 例3 38 解 39 解 40 解 解题提示 在解多元函数问题时 经过换元或其它方法将问题转化成一个一元问题加以解决 这种多元问题 一元化 的思想 在解多元问题时非常重要 41 思考与练习 解法1 分析 此法第一步排除了沿坐标轴趋于原点的情况 此时极限为1 第二步 未考虑分母变化的所有情况 42 解法2令 此法忽略了 的任意性 极限有可能不存在 分析 43 解法3令 此法排除了沿曲线趋于原点的情况 分析 由此知 该极限不存在 讲教材P212例题 44 2函数的连续性 可导 可微等 解 45 46 矛盾 或按定义证明 由此可知 一阶偏导数不连续 47 练习 教材P221T13 48 多元函数连续 可导 可微的关系 练习 教材P247T1 49 解 50 解 51 解 解题关键 按定义求偏导数 52 例9 解 按定义知 53 54 强调 55 解 例10 3复合函数求导 56 例11 解 方程两边求微分 得 57 解 方程两边求微分 得 化简 消去即可得 58 例13 解 4