Функции многих переменных. Саакян Г.Р. - 7 стр.

UptoLike

Составители: 

Рубрика: 

7
2) ),(),(lim
00
0
0
yxfyxf
yy
xx
=
, т.е.
=
),(lim),(lim
0
0
0
0
yxfyxf
yy
xx
yy
xx
.
Сформулируем определение непрерывности в эквивалентной форме. С
этой целью обозначим
0
xxx
=
Δ ,
0
yyy
=
Δ
и ),(),(
00
yxfyxfz
=
Δ
.
Определение
. Говорят, что функция ),(
y
x
f
z
=
непрерывна в точке
),(
00
yx
, если выполняется равенство
0lim
0
0
=
Δ
Δ
Δ
z
y
x
.
Теорема 2
. Если функции ),(
y
x
f
и ),(
y
x
g
непрерывны в точке ),(
00
yx ,
то этим же свойством обладают функции
g
f
±
,
g
f
, а если 0),(
00
yxg,
то и функция
g
f
.
Если мы хотим ввести понятие непрерывной функции на множестве, как
функции, непрерывной в каждой точке множества, то само определение непре-
рывности в точке требует, чтобы каждая точка множества принадлежала ему
(либо с некоторой своей
-окрестностью, либо как его граничная точка).
Определение
. Множество
2
R
D
называется областью, если оно:
1) является открытым множеством, т.е. содержит каждую свою точку вместе с
некоторой своей
-окрестностью; 2) является линейно связным множеством,
т.е. для любых двух различных точек
DMM
21
,
существует ломаная, соеди-
няющая
1
M и
2
M и целиком лежащая в
D
.
Если
D
область, то множество
D
называют замкнутой областью.
Определение
. Говорят, что функция
f
непрерывна в области
D
(или в
замкнутой области
D
), если
f
непрерывна в каждой точке этого множества.
4. Непрерывность по отдельным переменным. Зафиксируем перемен-
ную
y
, полагая
0
yy
=
, а переменной
x
придадим произвольное приращение
x
Δ . Функция ),(
y
x
f
z
=
получит приращение
),(),(
0000
yxfyxxfz
x
Δ
+
=
Δ ,
которое называется
частным приращением функции в точке
),(
00
yx
, соответ-
ствующим приращению
x
Δ
аргумента
x
. Заметим, что
z
x
Δ
является функцией
одной переменной
x
Δ
. Аналогично,
),(),(
0000
yxfyyxfz
y
Δ
+
=
Δ .
Определение
. Функция ),(
y
x
f
z
= называется непрерывной в точке
),(
00
yx
по переменной
x
(по переменной
y
), если
0lim
0
=
Δ
Δ
z
x
x
(
0lim
0
=
Δ
Δ
z
y
y
).
В отличие от непрерывности по отдельным переменным обычную непре-
рывность функции называют иногда непрерывностью по совокупности пере-
менных.
                                              7

                                                            ⎛               ⎞
2) lim f ( x, y ) = f ( x0 , y0 ) , т.е. lim f ( x, y ) = f ⎜ lim ( x, y ) ⎟⎟ .
                                                            ⎜
     x → x0                              x → x0             ⎜ xy → x0       ⎟
     y → y0                              y → y0             ⎝ → y0          ⎠
         Сформулируем определение непрерывности в эквивалентной форме. С
этой целью обозначим Δ x = x − x0 , Δy = y − y0 и Δ z = f ( x, y ) − f ( x0 , y0 ) .
         Определение. Говорят, что функция z = f ( x, y ) непрерывна в точке
( x0 , y0 ) , если выполняется равенство
                                                lim Δ z = 0 .
                                     Δ x →0
                                     Δ y →0
       Теорема 2. Если функции f ( x, y ) и g ( x, y ) непрерывны в точке ( x0 , y0 ) ,
то этим же свойством обладают функции f ± g , f ⋅ g , а если g ( x0 , y0 ) ≠ 0 ,
то и функция f .
                g
       Если мы хотим ввести понятие непрерывной функции на множестве, как
функции, непрерывной в каждой точке множества, то само определение непре-
рывности в точке требует, чтобы каждая точка множества принадлежала ему
(либо с некоторой своей δ -окрестностью, либо как его граничная точка).
       Определение. Множество D ⊂ R 2 называется областью, если оно:
1) является открытым множеством, т.е. содержит каждую свою точку вместе с
некоторой своей δ -окрестностью; 2) является линейно связным множеством,
т.е. для любых двух различных точек M 1 , M 2 ∈ D существует ломаная, соеди-
няющая M 1 и M 2 и целиком лежащая в D .
       Если D – область, то множество D называют замкнутой областью.
       Определение. Говорят, что функция f непрерывна в области D (или в
замкнутой области D ), если f непрерывна в каждой точке этого множества.
       4. Непрерывность по отдельным переменным. Зафиксируем перемен-
ную y , полагая y = y0 , а переменной x придадим произвольное приращение
Δ x . Функция z = f ( x, y ) получит приращение
                            Δ x z = f ( x0 + Δ x , y 0 ) − f ( x 0 , y 0 ) ,
которое называется частным приращением функции в точке ( x0 , y0 ) , соответ-
ствующим приращению Δ x аргумента x . Заметим, что Δ x z является функцией
одной переменной Δ x . Аналогично,
                            Δ y z = f ( x0 , y 0 + Δ y ) − f ( x 0 , y 0 ) .
         Определение. Функция z = f ( x, y ) называется непрерывной в точке
( x0 , y0 ) по переменной x (по переменной y ), если
                              lim Δ x z = 0 ( lim Δ y z = 0 ).
                             Δ x→0                Δ y →0
     В отличие от непрерывности по отдельным переменным обычную непре-
рывность функции называют иногда непрерывностью по совокупности пере-
менных.