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  • 偏導數(shù)存在不一定連續(xù)

    偏導數(shù)存在不一定連續(xù)
    多元函數(shù),偏導數(shù)存在 函數(shù)不一定 連續(xù)
    為什么?
    (一元函數(shù),可導一定連續(xù),為何不能推廣到多元?)
    數(shù)學人氣:712 ℃時間:2020-07-01 05:11:24
    優(yōu)質(zhì)解答
    把二元函數(shù)想像成平面上的函數(shù),則連續(xù)需要在各個方向(橫的,豎的,斜的)直線上都連續(xù);而對x的偏導數(shù)存在只說明函數(shù)限制到每條橫的直線(y=a)上后作為x的一元函數(shù)可導,對y的偏導數(shù)存在只說明函數(shù)限制到每條豎的直線(x=a)上后作為y的一元函數(shù)可導.
    最簡單的例子:定義二元函數(shù)在左半平面取0,右半平面取1,則它在每條豎的直線上都可導(因為是常數(shù)),而在橫的直線上不連續(xù)(左0右1),所以它對y的偏導數(shù)存在但不連續(xù);類似地,定義二元函數(shù)在下半平面取0,上半平面取1,則它對x的偏導數(shù)存在但不連續(xù).
    即使二元函數(shù)對x和y的偏導數(shù)都存在,只說明它在所有橫的和豎的直線上可導,理論上仍有可能在某條斜的直線上不連續(xù).這種函數(shù)沒有上面那么容易想,但確實是存在的,一般微積分書上會給出標準的例子:f(x,y)在坐標原點取0,其它地方=xy/(x^2+y^2).
    推廣一下,一般的多元函數(shù)可以想像成高維空間上的函數(shù),連續(xù)需要在各個方向的平面上都連續(xù),而偏導數(shù)存在只說明在所有和坐標平面平行的平面上可導--后者推不出前者. 一元函數(shù)不會有這種問題,因為直線上只有一種方向
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