当前课程知识点:微积分——多元函数与重积分 > 第一章 多元函数微分学 > 第一节 多元连续函数 > 开集、闭集、区域
好 前面我们介绍了
空间中点与集合的关系
接下来我们介绍一下
怎么来区分空间中一些点集的不同
这就是我们要介绍的
开集 闭集 连通集 区域 闭区域
等概念 首先 我们说一下开集
开集的定义是
设D是Rn中的一个点集
如果D中的点都是它的内点
则称D是一个开集 所谓开集
实际上就是这个点集与它的内部
是相等的 譬如说 在数轴上 开区间
它肯定就是一个开集
再比如说 在平面中 有一块区域
但是不包括边界线
那这个 肯定是开集
所以说 这个开集 在一维 和二维
甚至三维的情况我们是比较熟悉的
接下来 我们说闭集
闭集的定义是这样子的
若D是Rn中的一个点集
如果在Rn空间中 把D中的点去掉之后
得到的点集是一个开集
则称D是一个闭集 也就是说
D是一个闭集 意味着
它在整个空间中的补集是一个开集
我们看一个简单的例题
说如果平面中的一个点集
设D等于x y 这是元素是个点
它的纵坐标是小于等于零
我们证明这个点集D是一个闭集
要证明这件事情
我们就根据闭集的定义
只要证明这个集合 也就是只要证明R2
把D去掉之后 实际上就等于这个点集
也就是 纵坐标大于零的点构成的点集
只要证明它是开集就可以了
而证明它是开集
就是证明
这个点集中的任何一点都是它的内点
所以我们任给P0 譬如说坐标是x0 y0
属于这个集合 我们看看
能不能找到P0的一个δ邻域
都包含在这个集合里面
实际上在这里面 因为y0是大于零的
我们就取δ等于二分之y0
它就大于零
那么这样子的时候 我们就可以证明
则P0的δ邻域应该就
都包含在这个点集里面
因为到P0的距离小于δ的点
它的纵坐标一定是大于零的
如果从几何上看 也就是在这里面
我们随便取了一个P0之后
如果我们以它的纵坐标的一半
作为半径作一个圆
那么 这个圆中
它的所有点的纵坐标都是大于零的
所以我们就得到这个结论
也就是说这个P0是这个点集的内点
因为P0是任意的
所以说这个点集应该就是开集
这样 就证明了D是闭集
我想 这是关于开集和闭集的概念
接下来我们来看一下连通集
连通集 它的定义是这样子的
设D是Rn空间中的一个点集
如果对于D中的任意两点P1 P2
我们总能找到一条D中的折线段
把P1 P2联系起来
那么我们就说点集D是折线连通的
如果对D中的任意两点P1 P2
我们总能找到D中的一条曲线
把P1 P2两点联系起来
我们就称点集D是曲线连通的
折线连通和曲线连通
我们通称为连通
譬如说 在平面上 我们一个点集
所构成的点
它的点所构成的区域是这块区域
那么对这个点集来说
你在这里面随便取两点
自然可以能够找到
这个点集中的一条线把它连起来
所以这就是一个连通集
如果我一个点集
它的点构成的区域分开了
那么对这个点集来说
如果我把P1取到这一块儿里面
而把P2取到这一块儿里面
这时候我们就不可能找到
D中的一条线把这两个点联系起来
因为无论你怎么做 在这条线上
总有一部分是不在D中的
那么这样的点集
它就是所谓的非连通集
有了连通的概念之后
我们就可以给出 区域的概念
所谓区域 它的定义是
连通的开集 称为区域
所谓区域 必须是开集
同时区域又必须是连通的
所谓闭区域 它的定义是
若D是一个区域
那么D与它的边界构成的点集
称为一个闭区域
闭区域指的是区域与它的边界
构成的这个点集
那么在一元函数微积分里面
我们知道 闭区间是有很好的性质
那么在Rn空间中
那么有界闭区域也有类似的结论
也就是说 如果一个点列
它是在一个有界闭区域里边
那么它一定是有收敛子列
而且收敛子列的极限点
仍然还在这个闭区域中
我想 这是我们在介绍多元函数时
关于空间中的点集
我们有可能要用到的一些基本概念
以及我们在讨论一些点集时
可能要用到的有关性质
-第一节 多元连续函数
--开集、闭集、区域
--二重极限的定义
--二重极限的例题
--二次极限的定义
-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
-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
--隐函数存在定理
--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
-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
--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)
-第一章 多元函数微分学--第七节练习题
-第一节 多元函数微分学的几何应用
-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
--条件极值问题举例
--最小二乘法
-第二章 多元函数微分学应用--第三节练习题
-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
-第二节 二重积分的计算
-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
-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
--空间坐标变换
--空间柱坐标系
--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
-第三章重积分--第五节 练习题
-第六节 第一类曲面积分
-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
-第三章重积分--第七节 练习题
-第一节 第二类曲线积分
-第四章 向量分析--第一节 练习题
-第二节 Green公式及其应用
-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
-第一节 微分方程的基本概念
--微分方程概念举例
-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
-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
-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
--欧拉方程
--欧拉方程举例
-第五章 常微分方程--第四节 练习题