2.多变量函数的连续性
[多变量函数的极限] 设函数u=f(P)=f(x1,,xn)定义在区域D内,P0()为D内一点.若对任意小的ε>0,都存在δ=δ(ε,P0)>0,使得只要PD及0<ρ(P,P0)<δ(其中ρ(P,P0)为P和P0两点间的距离),都有
|f(P)-A|<ε
则称数A为函数f(P)在P0点的极限,记作
或
[n重极限与累极限] 上述函数f(x1,,xn)的极限,是当函数的一切自变量同时趋向于各自的极限时所得出的,称为n重极限(在n=2,时分别称为二重极限,三重极限,等等).此外,还有一种极限,它是由各个自变量依某种次序相继地各自趋向于极限所得出的,称为累极限.例如对二元函数f(x,y)来说,二重极限为,两个累极限为(先让自变量x趋于a,再让自变量y趋于b)和(先让自变量y趋于b,再让自变量x趋于a),三者不一定相等.
定理 若(i)二重极限
A=
存在(有穷或无穷),(ii)对于D内的任一y,关于x的(有限的)单重极限
=
存在,则累极限
=
必存在,而且就等于二重极限.
对于第二种累极限有类似结论.
[多变量函数的连续性]
定义1 如果==,那末在点P0连续.
定义2 如果对任意小的ε>0,都存在正数δ>0,使得当0<ρ(P,P0)<δ时,恒有
|f(P)-f()|<ε
那末在点P0连续.
定义3 当自变量的改变量Δxi(i=1,2,…,n)为无穷小量时,函数的改变量也是无穷小量,或者写为
式中,那末f(x1,x2,…,xn)在点()连续.
若函数在区域D上每点都连续,则称函数在区域D上连续.
[多变量函数的一致连续性] 设函数定义在某一区域D(有限的或无限的)上,若对任意给定的ε>0,都存在一个只与ε有关的δ=δ(ε)>0,使得对区域D上任意两点P1和P,只要
ρ()<δ
就有不等式
|f()-f()|<ε
成立,则称函数在区域D上一致连续.
[多变量连续函数的性质]
1° 在有界闭区域D上连续的函数必在D上有界.
2° 在有界闭区域D上连续的函数必在D上达到一个最大值与一个最小值.
3° 在有界闭区域D上每点都连续的函数必在D上一致连续.