竞赛辅导-多元函数微分学.ppt

多元函数微分学,2012数学竞赛辅导 第七讲,一、重极限、连续、偏导数、全微分（概念，理论）,二、偏导数与全微分的计算,四、应用（极值、切线、切平面）,三、方向导数和梯度,一、重极限、连续、偏导数、全微分（概念，理论）,是以“任意方式”,1重极限,题型一：求极限,常用方法：,1）四则运算法则及复合函数运算法则；2）等价无穷小代换；3）利用无穷小量与有界变量之积为无穷小量.4）夹逼定理；,例1.求,0,例4.(江苏2000竞赛),A.等于1；B.等于0；C.等于-1；D.不存在,D,例2.求,0,例3.求,=e,练习 求,=0,题型二：证明重极限不存在,常用方法：,2)沿某一路径极限不存在.,例5 判断函数,练习 证明重极限不存在,2.连续,3.偏导数,例6,练习：,几何意义,例7.,则在下列,A.,B.,C.,D.,C,条件中能保证,4.全微分1)定义:若,2)判定:必要条件:,充分条件:,是否为零?,ii）,用定义判定可微性：,3)计算：,5.连续、偏导存在和可微的关系,题型三 讨论连续性、可导性、可微性,例8.,C,D,例9,A.极限存在但不连续,B.连续但偏导数不存在,C.偏导存在但不可微,D.可微,例10,例11,练习,练习2,二 偏导数与全微分的计算,根据结构图，“分线相加，连线相乘”“分路偏导，单路全导”,对抽象或半抽象函数，注意,1.复合函数求导,2.全微分形式不变性,3.隐函数求导法,方法:,（b）两边求偏导,（c）利用微分形式不变性:,(1),（a）公式:,(2),方法：两边求偏导；利用全微分形式不变性,例12 设,题型一 求一阶偏导数与全微分,例13.,例14.(江苏06竞赛),练习：,B,练习：,例15.,D,题型二 复合函数的偏导数与高阶偏导数,练习.(07数一),练习.,练习.,设,具有二阶连续偏导数,且满足,又,求,例16,例17.,注：偏导数的坐标变换-看作复合函数求偏导数或全导,2：,例18.(江苏08竞赛),练习1：,3：,题型三 隐函数的偏导数与全微分,例19.,A.只能确定一个具有连续偏导数的隐函数,B.可确定两个具有连续偏导数的隐函数,C.可确定两个具有连续偏导数的隐函数,D.可确定两个具有连续偏导数的隐函数,D,例20.,例21.,练习.,例22(99数一).,题型四 已知偏导数，求函数.,例23,例24.,例25.,练习：,例26.,三、方向导数和梯度,1.方向导数,1)定义:,可微,则,2)计算:若,2.梯度,计算,A)不连续;B)偏导数存在;C)沿任一方向的方向导数不存在;D)沿任一方向的方向导数均存在;,在点(0,0)处,例27 函数,(),D,D,练习.,练习：,例29,练习：,四、多元函数微分学的应用,1.曲面的切平面与法线,2.曲线的切线与法平面,法向量:,2)曲面,1)曲面,2)曲线,切向量:,1)曲线,切向量:,练习：,题型一 建立曲面的切平面和法线方程,例30.,例31.,练习,练习,题型二 建立空间曲线的切线和法平面方程,练习(03数一),3.极值与最值,1).无条件极值,；,必要条件,充分条件,2).条件极值与拉格朗日乘数法,3).最大最小值,题型一 求无条件极值,1)在点,处,极大值,2)在点,处,极小值,解2 配方,解1：驻点,例33.,D,注：通过变形（如取对数,去根号）,把复杂函数转化为简单函数是极值问题的常用技巧。,例34.,例35,例36,B,例37,解法1:保号性 解法2:排除法 解法3：特殊函数,D,练习（03数一）,A,题型三 求最大最小值,题型二 求条件极值,练习 求函数,在条件,下的极值.,解法2:化为无条件极值.,解法1:拉格朗日乘数法,极小值,8,0,练习,B,例38.,A.最大最小值点都在D的内部;,B.最大最小值点都在D的边界上;,C.最大值点在D的内部,最小值点在D的边界上;,D.最小值点在D的内部,最大值点在D的边界上;,例39,练习：,例40.,例41：,提示：,例42.,（5,-5),(-5,5),