开区域和闭区域( Open Regions and Closed Regions)

平面相关概念

实平面多元函数的基本概念 - 图2

多元函数的基本概念 - 图3

平面上两点间的距离

image.png

距离函数的定义

被定义的距离函数需要满足以下条件:
(1)非负性
多元函数的基本概念 - 图5,当且仅当P1与P2重合时,有多元函数的基本概念 - 图6
(2)对称性
多元函数的基本概念 - 图7
(3)满足三角不等式
多元函数的基本概念 - 图8

这三个条件是一个函数被称为距离函数的充要条件。

点与区域

邻域

对于多元函数的基本概念 - 图9多元函数的基本概念 - 图10上的一个点,多元函数的基本概念 - 图11,将与点P0的距离小于𝛿 的点的全体,称为P0的𝛿 邻域,记作多元函数的基本概念 - 图12,即
多元函数的基本概念 - 图13
去心邻域则去掉点P0
如果不需要强调邻域半径,则记作多元函数的基本概念 - 图14

点和点集的关系

对于点P和区域E:
(1)内点
存在点P的某个去心邻域U(P)使得U(P)属于E
(2)外点
存在点P的某个去心邻域U(P),使得U(P)和E交集为空集
(3)边界点
点P的任一邻域都同时包含属于E和不属于E的点

聚点:对于任意给定的𝛿 ,U·(P,𝛿 )中总含有E的点

点集的开与闭

如果E的所有点均为内点,则E是开集
如果E包含它所有的边界点,则E是闭集

如果E的任以两点都可以用多段折线从E内部连接,则E是连通集

开区域:连通的开集
闭区域:连通的闭集

多元函数的概念

一些常见二元函数的图形

多元函数的基本概念 - 图15 旋转抛物面
多元函数的基本概念 - 图16 柱面
多元函数的基本概念 - 图17 球面

多元函数的极限

多元函数极限的定义

二重极限

多元函数的基本概念 - 图18
多元函数的基本概念 - 图19
多元函数的基本概念 - 图20
多元函数的基本概念 - 图21
image.png

二重极限的存在意味着P从任何方向趋近于P0都能使得极限A存在。
即如果从不同的方向上P趋近于P0时极限有不存在的情况或两个不同方向上的极限不同,则说明P0处的二重极限不存在

证明极限不存在的方法之一:设y=kx,得出的极限与k有关

多元函数的连续性

连续性定义

极限等于函数值,则函数在该点连续。