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2022张宇考研基础30讲 第十一讲 多元函数微分学

文章目录第十一讲 多元函数微分学基本概念平面点集极限偏导可微偏导数的连续性 多元函数微分法则链式求导规则 隐函数存在定理多元函数的极值与最值条件极值与拉格朗日乘法 课后例题精选

第十一讲 多元函数微分学

在这里插入图片描述 在这里插入图片描述 一共大概考个18分左右

基本概念 平面点集

在这里插入图片描述 在这里插入图片描述 内点 外点 边界点 在这里插入图片描述 聚点 在这里插入图片描述 在这里插入图片描述

在这里插入图片描述 但是对于开集来说,开集没有边界点,因此此时在它边界上的点不是它的边界点,但是是它的聚点。

极限

在这里插入图片描述 第一种定义例如: 在这里插入图片描述

第二种定义是,如果在去心邻域内有点无定义,则极限不存在。

我们是用的第一种定义,去除无定义的区间。

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偏导

在这里插入图片描述 P到P0,最简单的方式就是那条斜着的线 在这里插入图片描述 在这里插入图片描述 在这里插入图片描述 在这里插入图片描述

可微

在这里插入图片描述 判断是否可微的方法:(注! 容易遗忘!) 在这里插入图片描述 以例11.2为例: 在这里插入图片描述 在这里插入图片描述 全微分 在这里插入图片描述

偏导数的连续性

在这里插入图片描述 上面该题的C选项: 在这里插入图片描述 在这里插入图片描述 在这里插入图片描述 在这里,这个极限的前半部分可以求出来是存在等于0 但是后半部分不存在 为什么呢 要证明它不存在只需要找出一个路径(y=x) 然后计算会发现不存在

多元函数微分法则 链式求导规则

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注! 在这里插入图片描述

在这里插入图片描述 注意求导后的新函数和原来的函数具有一样的复合结构!

所以f1’也具有这样的结构! 在这里插入图片描述 在这里插入图片描述 如果具有二阶连续偏导数 则 在这里插入图片描述

隐函数存在定理

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如果隐函数存在定理成立的话,那么就可以由F(x,y)=0确定y=y(x) yy ) 在这里插入图片描述 所以由红框式子=0(右边等于0是因为 让F(X,Y)的右边0求导,然后0求导还是0)可以推出: 如果隐函数存在定理成立 此时说明Fx‘/Fy’中 Fy‘不等于零 在这里插入图片描述 全导数 如果最终z和t比如只有一层关系 那么代表 在这里插入图片描述

更复杂的隐函数求导情况: 在这里插入图片描述

在这里插入图片描述 在这里插入图片描述 在这里插入图片描述 公式法在这里的优点就在于所有变量不用纠缠,不需要用链式求导法则。

随后套公式即可

以上都是通过函数来求偏导,求dz,接下来可以通过dz,把函数反求回来。

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多元函数的极值与最值

在这里插入图片描述 在这里插入图片描述 在这里插入图片描述 在这里插入图片描述 那么接下来需要走定义证明

如果z=fxy在(0,0)取得极值,那么就要求在(0,0)的邻域内它是极大值或者极小值 那么接下来通过走定义的方式实现

对于在0,0的点,我们可以通过y=x和y=-x去趋向,那么此时在这种情况下,它的两个趋向的情况 y=x推出小于零 而在y=-x的情况下推出大于零 而y=x的情况下推出f(0,0)=0 说明f(0,0)不满足在邻域内是极值的情况,因而它不是极值。 在这里插入图片描述 答案的写法:

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条件极值与拉格朗日乘法

条件下的极值问题 在这里插入图片描述 在这里插入图片描述 如果有多个约束函数条件,则需要这样: 在这里插入图片描述 然后: 在这里插入图片描述

注意在这里! 那慕达和μ并不是常数也不是系数,而是一个变量,之后需要对其求导的。

在这里 看历届情况来说 解方程组可能容易出错

前面还有4分,后面是6分: 在这里插入图片描述 如果没时间解出正确的答案,可以瞎写一个答案,因为这样会被归结为计算错误,不是扣6分而是扣4分: 在这里插入图片描述 在这里插入图片描述

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课后例题精选

在这里插入图片描述 在这里插入图片描述 在这里插入图片描述 在这里插入图片描述 在这里插入图片描述 注意 此时在求区域内的最值时,人家不需要判断你这里是否是极值,只需要判断是否是最值就可以了,因此不需要求二阶导然后求▲=B²-AC 在这里插入图片描述 然后接下来再代入可疑点求最值即可

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