二元函数的极限

二、二元函数的极限

研究函数的极限就是研究函数的变化趋势.二元函数的自变量有两个,其自变量的变化过程比一元函数的自变量的变化过程要复杂得多.

下面考虑当点P(x,y)趋近于点P0(x0,y0)(记为P(x,y)→P0(x0,y0)或x→x0,y→y0)时,函数z=f(x,y)的变化趋势.在平面上,点P(x,y)趋近于定点P0(x0,y0)的方式是多种多样的.不管以哪种方式,只要点P(x,y)趋近于点P0(x0,y0),则点P(x,y)与P0(x0,y0)的距离

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趋近于零.因此,可以用ρ→0表示P(x,y)→P0(x0,y0)的变化过程.

仿照一元函数的极限定义,下面给出二元函数的极限定义.

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设函数z=f(x,y)在点P0(x0,y0)的某个去心邻域内有定义,如果动点P(x,y)以任何方式趋近于点P0(x0,y0),相应的函数值f(x,y)总趋近于一个确定的常数A,则称A为函数z=f(x,y)当x→x0,y→y0时的极限,记为

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也可表示为

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注:(1)二元函数的极限定义要求点P(x,y)以任意方式趋近于点P0(x0,y0)时,f(x,y)都趋近于同一个确定的常数A.因此,即使当点P(x,y)沿着许多特殊的方式趋近于点P0(x0,y0)时,函数值f(x,y)都趋近于同一个确定的常数,也不能断定img存在;然而如果当P(x,y)沿某两条不同的曲线趋近于点P0(x0,y0)时,函数值f(x,y)趋近于不同的值,那么可以断定img不存在.

(2)定义中要求函数z=f(x,y)在点P0(x0,y0)的某个去心邻域内都有定义,否则函数在点P0无极限.如函数img在点(0,0)无极限,因为函数在x轴和y轴上无定义,所以不可能在点(0,0)的任何去心邻域内都有定义.

(3)一元函数极限的四则运算法则,可以相应地推广到二元函数.

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当P(x,y)→O(0,0)时,极限是否存在.

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