Похідні й диференціали функцій декількох змінних.

Визначення: Якщо кожній парі незалежних одне від одного чисел (х, у) з деякої множини за якимось правилом ставиться у відповідність одне або кілька значень змінної z, то змінна z називається функцією двох змінних.

z = f(x, y)

Визначення: Якщо парі чисел (х, у) відповідає одне значення z, то функція називається однозначною, а якщо більше одного, то – багатозначною.

Визначення: Областю визначення функції z називається сукупність пар (х, у), при яких функція z існує.

Визначення: Околом точкиМ₀(х₀, y₀) радіуса r називається сукупність всіх точок (х, у), які задовольняють умові .

Визначення: Число А називається границею функції f (x, y) при прямуванні точки М(х, у) до точки М₀(х₀, y₀), якщо для кожного числа e > 0 знайдеться таке число r > 0, що для будь-якої точки М(х, у), для якої вірна умова

також вірна й умова .

Записують:

Визначення: Нехай точка М₀(х₀, y₀) належить області визначення функції f (x, y). Тоді функція z = f(x, y) називається неперервною в точці М₀(х₀, y₀), якщо

(1)

причому точка М(х, у) прямує до точки М₀(х₀, y₀) довільним чином.

Якщо в будь-якій точці умова (1) не виконується, то ця точка називається точкою розривуфункції f (x, y). Це може бути в наступних випадках:

1) Функція z = f(x, y) не визначена в точці М₀(х₀, y₀).

2) Не існує границя .

3) Ця границя існує, але він не дорівнює f (x₀, y₀).

Властивість. Якщо функція f(x, y, ...) визначена й неперервна в замкнутій і обмеженої області D, то в цій області знайдеться принаймні одна точка N(x₀, y₀, …), така, що для інших точок вірна нерівність

а також точка N₁(x₀₁, y₀₁, …), така, що для всіх інших точок вірна нерівність

тоді f (x₀, y₀, …) = M – найбільше значення функції, а f (x₀₁, y₀₁, …) = m – найменше значенняфункції f (x, y, …) в області D.

Неперервна функція в замкнутій і обмеженій області D досягає принаймні один раз найбільшого значення й один раз найменшого.

Властивість. Якщо функція f (x, y, ...) визначена й неперервна в замкнутій обмеженій області D, а M і m – відповідно найбільше й найменше значення функції в цій області, то для будь-якої точки m Î [m, M] існує точка N₀(x₀, y₀, …) така, що f (x₀, y₀, …) = m.

Простіше кажучи, неперервна функція приймає в області D всі проміжні значення між M і m. Наслідком цієї властивості може служити висновок, що якщо числа M і m різних знаків, то в області D функція принаймні один раз звертається в нуль.

Властивість. Функція f(x, y, …), неперервна в замкнутій обмеженій області D, обмежена в цій області, якщо існує таке число K, що для всіх точок області вірна нерівність .

Властивість. Якщо функція f(x, y, …) визначена й неперервна в замкнутій обмеженій області D, то вона рівномірно неперервна в цій області, тобто для будь-якого позитивного числа e існує таке число D > 0, що для будь-яких двох точок (х₁, y₁) і (х₂, y₂) області, що перебувають на відстані, меншій D, виконується нерівність

Наведені вище властивості аналогічні властивостям функцій однієї змінної, неперервним на відрізку. Див. Властивості функцій, неперервних на відрізку.

Визначення. Нехай у деякій області задана функція z = f (x, y). Візьмемо довільну точку М(х, у) і задамо приріст Dх до змінної х. Тоді величина D_xz = f (x + Dx, y) – f(x, y) називається частинним приростом функції по х.

Можна записати

Тоді називається частинною похідноюфункції z = f(x, y) по х.

Позначення:

Аналогічно визначається частинна похідна функції по y.

Геометричним змістомчастинної похідної (наприклад ) є тангенс кута нахилу дотичної, проведеної в точці N₀(x₀, y₀, z₀) до перетину поверхні площиною y = y₀.

Читайте також:

<== попередня сторінка	\|	наступна сторінка ==>
Геометричні застосування визначеного інтеграла.	\|	Частинні похідні вищих порядків.

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.012 сек.