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二重极限的例题在线视频

二重极限的例题

下一节:二次极限的定义

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二重极限的例题课程教案、知识点、字幕

前面我们讨论过了

二元函数在一点的二重极限的概念

接下来我们来看一下几个简单例题

第一个例题 我们就利用定义证明

第一个 就是在x趋向于零 y趋向于零时

这个函数x乘y的极限等于零

然后 我们用定义证明

在x趋向于零 y趋向于零时

函数x乘上sin y分之一

加上y乘上sin x分之一

它的极限也是零

第三个 我们证明一下

就是在x趋向于无穷 y趋向于无穷

也就是x y这个点

到原点的距离趋向于无穷时

x加上y除上x方加y方 它极限是零

通过这三个简单函数极限的证明

我们希望能进一步地体会一下

刚才我们介绍的

所谓二元函数在一点的二重极限

是什么意思

譬如说我们第一个例子

我们实际上也就是要证xy

减掉零的绝对值在x y这个点

到原点的距离趋向于零时

它应该是可以充分小的

实际上也就是问

当x y这个点到原点的距离趋向于零时

我们能不能说这个绝对值也是趋向于零的

我们自然要想办法 把这个绝对值

与x y这个点到原点的距离联系起来

这个联系 实际上我们就用一下均值不等式

它就应该小于等于二分之一倍的x方加y方

这个我们可以形式地就写成二分之一倍的

这个点x y到原点的距离 它的平方

那么根据一元函数时

我们讨论的一些极限的性质

我们知道 当这个距离趋向于零时

它的平方自然是趋向于零的

它的平方趋向于零 那么根据夹逼定理

我们自然知道 这个绝对值

它应该就是趋向于零的

到了这里 基本上这个证明就证完了

如果说 我们要用定义的形式给它写一写

怎么写 就这样写 就是任给ε大于零

我为了使 也就是要使

这个x乘y减零这个绝对值小于ε

由上面这个不等式

我就只要使 二分之一这个

根下x方加y方 平方小于ε就可以

也就是 我只要 就是这个东西

让它小于ε的时候 只要这个距离

根下x方加y方小于根下两倍的ε就可以

这样 我就取δ就等于根下两倍的ε

那么这样的δ就满足 则当这个距离

这是 x y这个点到原点的距离

小于δ大于零时

我就有这个函数值x乘y到零的距离

也就是减掉零的绝对值小于ε成立

那么 我们按照二重极限的定义

我们是不是就这样说 任给ε大于零

我们找到了一个δ大于零

只要x y这个点到原点的距离

小于δ大于零

那么它对应的函数值与零这个数

差的绝对值就小于ε成立

那么根据二重极限的定义

也就是这个x趋向于零 y趋向于零时

这个函数的极限就是零

我想这个过程 就是我们证明

一个简单的二元函数

在具体点的极限是不是一个数

怎么去证明 也就是说 给了一个ε之后

我们要想办法把它对应的δ找出来

实际上整个的基本想法

就是把函数值与A差的绝对值

与这个点到那个定点的距离联系起来

有了这个思路之后 譬如说第二个例子

我们是不是可以这样写

这是第一个证明 第二个证明

还是证明它极限是零 那么我们看一下

x乘上sin y分之一

加上y乘上sin x分之一减掉零

它应该是小于等于x的绝对值

乘上sin y分之一的绝对值

放大到一 再加上y的绝对值

再乘上sin x分之一的绝对值

再给它放大到一

所以我们直接就写成这个样子

而这一个 x绝对值自然就是x平方开方

它当然就小于x方加y方再开方

类似的 y的绝对值 它是y的平方再开方

它自然也就小于等于x方加y方再开方

所以这样 我们就可以与x y这个点

到原点的距离联系起来

我想 写到这个程度之后

接下来大家是不是可以自己写这个问题

也就是说任给ε大于零 你取的δ等于多少

也就是 我为了要证明这个极限是零

只要使得这个距离小于ε就行了

那么实际上我们知道

我取的这个δ就是二分之ε

如果这样子说

则当这个距离小于δ大于零时

我们就有这个函数在x y这点的值

减掉零的绝对值应该就小于ε

那根据二重极限的定义 也就是证明了

这个极限等式是成立的

我想这是第二个例子的证明

第三个例子

我们要证明x加y除上x方加y方

在x y趋向无穷时 它的极限是零

跟刚才的想法一样 也就是

我们要看一看x加y除上x方加y方减掉零

这个时候大家注意到

我们点x y到原点的距离是趋向于无穷的

所以我们要想把这个差的绝对值

与它的距离联系起来

应该想办法让这个距离 它的指数是负数

这时候当距离趋向无穷时

那么距离的负数次方 自然是趋向于零的

实际上 这个地方 我们直接用

绝对值的三角不等式

也就是它小于x绝对值加上y的绝对值

再除上x方加上y方

跟第二个例题类似

x绝对值加上y的绝对值

应该是小于等于 两倍的根下x方加y方

这样 也就小于等于2除上根下x方加y方

那我们得到了这个不等式之后

我们知道 要使这个绝对值充分小

只要使得这个不等式的右端

可以充分小就可以了

所以说 任给一个ε大于零

然后我要使得这个差的绝对值小于ε

只要使得这个不等式的右端

小于ε就可以 也就是说

我有这个2除上根下x方加y方小于ε

我就会得到这个根下x方加y方是大于

ε分之2 所以这个时候

我只要取这个大N等于ε分之2

我就 则当这个距离x方加y方大于大N

也就是x y这个点的距离

x y这个点到原点的距离大于大N时

我就有x加上y除上x方加y方减掉零

绝对值小于ε成立

那根据x y趋向于无穷时极限的定义

也就是 我们要证的这个极限等式

是成立的 我想这是关于第三个例题

就是说 这几个例题

主要就是通过具体的例子

让大家体会一下 对于具体的函数来说

当ε给定时 我们怎么去找满足条件的δ

或者是满足条件的大N

好 我们再看另外一个例题

我们也就是来计算下面这几个极限值

第一个 也就是limit x趋向零 y趋向零

x方加上y方乘上sin x方加y方分之一

第二个 就是x趋向于零 y趋向于一

ln 一加上x乘y 再除上x

第三个 是x趋向于零 y趋向于零

sin是一加x乘上y 再除上y

那我们来看一下 这三个极限怎么求

所谓求极限 或者是做极限运算

我们当然要用到一些极限的运算法则

实际上 因为二元函数的极限它的定义

与一元函数极限的定义是完全一样的

所以说 我们一元函数

那个地方得到的所有的极限性质

和极限的运算法则

在二元函数这个地方照样成立

譬如说 我们二元函数极限仍然有

所谓的加减乘除四则运算法则

仍然有 复合函数的极限运算法则

当然 一元函数极限那个地方

得到的一些极限性质

在二元函数这个地方照样成立

譬如我们看第一个例题

第一个例题 我们作为一个计算题来说

我们要说清楚

为什么它的极限是我们给出的值

我们可以这样看

这一个在x y趋向于零时是无穷小量

而这一个 它应该是一个有界变量

那么无穷小量与有界变量的乘积

仍然是无穷小量

所以我们第一个的理由就是

因为在x趋向于零 y趋向于零时

x方加y方它的极限是零

而且 sin x方加y方分之一

它应该是一个有界变量

所以 我们要求的这个极限

x趋向于零 y趋向于零

然后x方加y方乘上sin x方加y方分之一

应该极限就是零

我想这就是说清楚了这个极限为什么是零

第二个例子 在x趋向于零 y趋向于一

也就是x y这个点趋向于0 1 这个点时

分母是趋向于零的 同时分子也是趋向于零

这个自然不能直接用复合运算

它应该是一个零比零型的不定式

但是在一元函数里面 我们应该有

与这个函数比较靠近的结论

也就是说 我们有一个ln 一加x

除上x在x趋向于零时极限是一的结论

那我们能不能用这个结论来求这个极限

我们只要做一个简单的变形就行了

x趋向于零 y趋向于一

ln 一加上x乘上y除上x

我们为了要用一元函数的结论

我在这个地方要给它乘一个y

为了保持恒等 我在上面也应该乘一个y

那么我把这个作为一个整体

利用一元函数咱们得到的结论

我们知道 在这个极限过程下

x乘y因为是趋向于零的

所以说这个分式的极限应该是一

这一个因子在x趋向于零y趋向于一时

它极限自然是一 所以利用乘法运算

我们就知道结论是一乘上一

最后结果自然是一

我想 在这个极限求值的过程中

左边这个因子 我们体现的就是说

怎么样把多元函数极限问题

转化为一元函数极限问题来处理

而这两个因子相乘

用的就是极限的乘法运算

这是第二个例题

第三个例题

x趋向于零 y趋向于零时

我们知道分母是趋向于零的

同时分子也是趋向于零

这应该也是一个零比零型的极限

而对这个函数形式 我们很容易想到

我们有一个所谓的重要极限

也就是说 它可以与重要极限联系起来

那我们直接给它变形

也就是x趋向于零 y趋向于零

sin 括号里面一加x再乘上y

我们为了用重要极限

这个地方就是一加x再乘上y

然后为了保持恒等 我们原来分母上是y

分子上也乘了一个一加x乘上y

而左边这个因子 我们已经给它写成了

一元函数我们得到的重要极限的形式

而在这个极限过程下 它极限应该是一

右边这个因子 在x y趋向于零时

它自然也是趋向于一的

所以它最后的结果是一乘上一等于一

我想这三个极限计算的例子就说清楚了

我们怎么样来求简单多元函数的极限问题

最后我们看这个例子

我们来讨论一下

函数f x y等于x乘y除上x方加y方

与函数g x y等于x乘y x方加上y

这两个函数 我们来看一看

它在原点是不是无穷小量

如果是 当然我们能够说清它为什么是

如果不是

我们自然也能够说明白它为什么不是

实际上 也就是看第一个函数和第二个函数

在x y都趋向于零时 它的极限是不是零

实际上第一个例子

在前面介绍二元函数极限的时候

我们曾经说过

如果我们取的是这个路径 也就是x趋向于零

同时我让y等于k倍x

那么这个x乘y除上x方加y方

这个时候 我们把y与x的关系代进去

它应该是等于k除上1加k方

当然 有了这个结论我们知道

它在原点的极限并不存在

当然更不会等于零

所以说这个函数在原点它不是无穷小量

那第二个函数 我们如果考虑

这个同样的路径

也就是x趋向于零 y等于k倍x

那么这个函数它就会变成这个样子

也就是 考虑x趋向于零

上边应该就是k倍的x平方

底下应该就是一个x方加上一个k倍的x

就是对一般不等于零的k来说

就是说下面是一次多项式 上面是一个

下面多项式最低的次数是一 上边是二

x趋向于零 当然极限是零

当然 如果k等于零的时候

也就是我这个沿着x轴往这儿跑的时候

这个自然是等于零的

就是y等于零的时候

所以这个 无论什么情况

沿着这个直线趋向于原点 它极限都是零

那有了这个结果 我们能不能就说

第二个函数在原点就是无穷小量

实际大家知道 光由这个结果

我们还不能下这个结论

在这个例子里面 请大家考虑一下

如果我们的路径是y等于

就是负的x方再加上 譬如说x三次方

就这条路径 这自然是经过原点的一条路径

但是在这条路径上 我们这个函数

它的分子最低次应该是负的x三次方

而分母 它就变成了是x三次方

那么在x趋向于零时

我们知道沿着这条路径

这个函数它实际是趋向于负一的

如果这样子的时候

这个函数在原点它仍然是没有极限的

所以说它也不是无穷小量

我想这几个例子 就把多元函数

我们怎么样讨论它的计算问题

怎么样用概念

处理简单函数在一点的极限问题

应该就是说 通过这几个例子

大家就可以体会到 我们的处理方法是什么

实际上除了概念之外

我们主要就是把多元函数的极限问题

与一元函数联系起来

微积分——多元函数与重积分课程列表:

第一章 多元函数微分学

-第一节 多元连续函数

--向量的内积与长度-1

--向量的内积与长度-2

--R^n中的点列的收敛性

--内点、外点、边界点-1

--内点、外点、边界点-2

--开集、闭集、区域

--多元函数的有关概念

--二重极限的定义

--二重极限的例题

--二次极限的定义

--连续与一致连续的定义

--连续函数的性质-1

--连续函数的性质-2

--连续函数的性质-3

-第一章 多元函数微分学--第一节练习题

-第二节 多元函数的偏导数

--偏导数的概念

--偏导数的几何意义

--高阶偏导数的概念

--混和偏导数与求导顺序无关的条件

-第一章 多元函数微分学--第二节练习题

-第三节 多元函数的全微分

--全微分的概念

--可微的必要条件

--可微的充分条件

--可微的充要条件

--多元函数的原函数

-第一章 多元函数微分学--第三节练习题

-第四节 多元函数的微分法

--复合函数微分法之一

--复合函数微分法之二

--复合函数求导数(举例)

--隐函数存在定理

--隐函数求导法(举例)

--隐函数组求导法

-第一章 多元函数微分学--第四节练习题

-第五节 多元函数的方向导数与梯度向量

--方向导数的概念

--方向导数的计算

--梯度向量的概念与计算

-第一章 多元函数微分学--第五节练习题

-第六节 映射及其微分

--映射与连续映射的概念

--映射的导数、微分、雅克比矩阵

--复合映射的微分法

-第一章 多元函数微分学--第六节练习题

-第七节 多元函数的泰勒公式(以二元函数为例)

--二元函数有Peano型余项的Taylor公式

--二元函数有Peano型余项的Taylor公式-2

--二元函数带有Lagrange型余项的泰勒公式

-第一章 多元函数微分学--第七节练习题

第二章 多元函数微分学应用

-第一节 多元函数微分学的几何应用

--空间曲线的切线与法平面(之一)

--空间曲线的切线与法平面(之二)

--空间曲线的切线与法平面问题举例

--曲面的切平面与法线(之一)

--曲面的切平面与法线(之二)

--曲面的切平面与法线(之三)

--曲面的切平面与法线问题举例

-第二章 多元函数微分学应用--第一节练习题

-第二节 多元函数的极值

--极值点的概念和必要条件

--极值点的判别法

--极值问题举例

-第二章 多元函数微分学应用--第二节练习题

-第三节 多元函数的条件极值

--二元函数条件极值问题的提法

--三元函数条件极值问题的提法(之一)

--三元函数条件极值问题的提法(之二)

--条件极值问题的直接解法

--条件极值问题的Lagrange解法

--条件极值问题举例

--多元函数在有界闭域上的最值

--最小二乘法

-第二章 多元函数微分学应用--第三节练习题

第三章重积分

-第一节 二重积分的概念和性质

--二重重积分引入

--二重积分定义

--二重积分性质

--关于二重积分性质的例题

-第二节 二重积分的计算

--二重积分的计算:直角坐标系(1)

--二重积分的计算:直角坐标系(2)

--二重积分的计算:直角坐标系(3)

-第三章重积分--第二节练习题

-第三节 极坐标系及一般坐标系

--极坐标系

--一般坐标系

--二重积分的一般坐标变换公式

--二重积分的计算:极坐标系

--二重积分的计算:极坐标系例题

--二重积分的计算:一般坐标系例题

-第三章重积分--第三节练习题

-第四节 三重积分

--三重积分的引入

--三重积分的定义

--三重积分的性质

--直角坐标系

--三重积分的计算:例题(1)

--三重积分的计算:例题(2)

--空间坐标变换

--空间柱坐标系

--空间柱坐标系例题(1)

--空间柱坐标系例题(2)

--球坐标系

--球坐标系例题

-第三章重积分--第四节 练习题

-第五节 第一类曲线积分

--第一类曲线积分的引入

--第一类曲线积分的定义

--第一类曲线积分的性质

--第一类曲线积分的计算公式

--第一类曲线积分的计算例题

-第三章重积分--第五节 练习题

-第六节 第一类曲面积分

--第一类曲面积分的引入

--第一类曲面积分的定义

--第一类曲面积分的性质

--第一类曲面积分的计算公式

--第一类曲面积分的计算例题(1)

--第一类曲面积分的计算例题(2)

-第三章重积分--第六节 练习题

-第七节 含参变量积分

--含参定积分的定义

--含参积分的连续性

--含参积分的导数

--含参积分的例题

-- 广义含参积分的一致收敛性

--广义含参积分的连续性和积分导数

-第三章重积分--第七节 练习题

第四章 向量分析

-第一节 第二类曲线积分

--第二类曲线积分的引入

--第二类曲线积分的定义

--第二类曲线积分的性质第二类曲线积分的性质

--第二类曲线积分的性质

-第四章 向量分析--第一节 练习题

-第二节 Green公式及其应用

--平面第二类曲线积分:Green公式

--平面第二类曲线积分的计算:利用Green 公式

-第四章 向量分析--第二节 练习题

-第三节 第二类曲面积分

--曲面的定向

--第二类曲面积分的引入

--第二类曲面积分的定义与性质

--第二类曲面积分的计算

-第四章 向量分析--第三节 练习题

-第四节 Gauss公式与Stokes公式

--Gauss公式

--第二类曲面积分的计算:Gauss公式

--Stokes公式及其应用

-第四章 向量分析--第四节 练习题

-第五节 无源场,保守场与调和场

--平面保守场

--势函数及其计算

--空间保守场

--常见的场

-第四章 向量分析--第五节 练习题

第五章 常微分方程

-第一节 微分方程的基本概念

--微分方程概念举例

--微分方程的基本概念

--一阶微分方程定解问题解的存在唯一性

-第二节 可求解的一阶微分方程(初等积分法)

--变量分离方程

--齐次型方程

--可化为齐次型方程的方程

--一阶线性微分方程的概念和解的性质

--一阶线性微分方程的解法

--Bernoulli方程

--可降阶方程(之一)

--可降阶方程(之二)

-第五章 常微分方程--第二节 练习题

-第三节 高阶线性微分方程解的结构

--线性微分方程解的性质

--函数组线性相关(无关)的概念

--函数组线性相关的必要条件

--线性微分方程解函数组线性相关的判别法

--线性微分方程解的结构

-第五章 常微分方程--第三节 练习题

-第四节 高阶线性常系数微分方程

--视频5--17 二阶线性齐次微分方程的特征法

--n阶线性齐次微分方程的特征法

-- 线性齐次微分方程的特征法举例

--二阶线性常系数非齐次微分方程的待定系数法

--二阶线性常系数非齐次微分方程的待定系数法(之一)举例

--二阶线性常系数非齐次微分方程的待定系数法(之二)

--二阶线性常系数非齐次微分方程的待定系数法(之二)举例

--二阶线性常系数非齐次微分方程的变动任意常数法

--二阶线性微分方程的变动任意常数法

--二阶线性微分方程的变动任意常数法(之二)

--欧拉方程

--欧拉方程举例

-第五章 常微分方程--第四节 练习题

二重极限的例题笔记与讨论

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