funkcje wielu zmiennych UWM id Nieznany

background image

St. Kowalski, Wykłady z matematyki (dla studentów kierunku Mechanika) – wykład 2 – 8

1

Granica ci gu punktów.

Ci g punktów

)

(

n

P

,

)

;

(

n

n

n

y

x

P

=

, jest zbie ny do punktu

)

;

(

0

0

0

y

x

P

=

, gdy

0

)

(

)

(

lim

2

0

2

0

=

+

y

y

x

x

n

n

n

.

Zatem

)

,

(

)

,

(

lim

lim

0

0

0

y

x

P

y

x

P

n

n

n

n

n

=

=

=

(

0

lim

x

x

n

n

=

0

lim

y

y

n

n

=

)

[

1

]

Obliczymy granic ci gu

)

2

1

ln

,

(

)

,

(

+

+

=

n

n

n

y

x

n

n

n

.

Poniewa

1

lim

lim

=

=

n

n

n

n

n

x

,

0

1

ln

2

1

ln

lim

lim

=

=

+

+

=

n

n

y

n

n

n

, wi c ci g

)

2

1

ln

,

(

+

+

n

n

n

n

jest zbie ny i jego granic jest punkt

)

0

,

1

(

.

[

2

]

Obliczymy granic ci gu

)

2

cos

,

1

(sin

)

,

(

+

π

+

π

=

n

n

y

x

n

n

.

Poniewa

0

0

sin

1

sin

lim

lim

=

=

+

π

=

n

x

n

n

n

,

1

0

cos

2

cos

lim

lim

=

=

+

π

=

n

y

n

n

n

, wi c ci g

)

2

cos

,

1

(sin

+

π

+

π

n

n

jest zbie ny i jego

granic jest punkt

)

1

,

0

(

.

Zadania

1.

( )

(

)

(

)

n

n

a

n

n

n

n

ln

)

ln(

,

1

lim

1

+

2.

( )

+

+

2

1

2

,

cos

lim

2

2

n

n

n

k

n

n

n

3.

+

+

+

n

n

n

n

n

n

n

n

,

1

4

3

2

lim

4

2

4.

+

)

1

2

arctan(

,

arccos

lim

2

sin

n

n

n

n

n

n

Przykłady funkcji dwu zmiennych

Płaszczyzna niepionowa:

c

by

ax

z

+

+

=

.

Paraboloida eliptyczna:

2

2

2

2

b

y

a

x

z

+

=

.

Sto ek eliptyczny – górna cz

:

2

2

2

2

b

y

a

x

z

+

=

.

background image

St. Kowalski, Wykłady z matematyki (dla studentów kierunku Mechanika) – wykład 2 – 8

2

Sto ek eliptyczny:

2

2

2

2

2

b

y

a

x

z

+

=

(powierzchnia – nie jest funkcj ).

Sfera:

2

2

2

2

R

z

y

x

=

+

+

(powierzchnia – nie jest funkcj ).

Elipsoida:

1

2

2

2

2

2

2

=

+

+

c

z

b

y

a

x

(powierzchnia – nie jest funkcj ).

Hiperboloida jednopowłokowa:

1

2

2

2

2

2

2

=

+

c

z

b

y

a

x

(powierzchnia – nie jest funkcj ).

Hiperboloida dwupowłokowa:

1

2

2

2

2

2

2

=

+

c

z

b

y

a

x

(powierzchnia – nie jest funkcj ).

background image

St. Kowalski, Wykłady z matematyki (dla studentów kierunku Mechanika) – wykład 2 – 8

3



Granica funkcji w punkcie skupienia jej dziedziny.

Definiujmy analogicznie jak dla funkcji jednej zmienne (wykład 5 – strona 3).

[

1

]

Obliczymy granic

2

2

2

2

)

0

,

0

(

)

,

(

1

1

lim

y

x

y

x

y

x

+

+

+

.

Rozwi zanie

Wyra enie w liczniku przekształcamy w oparciu o wzór

b

a

b

a

b

a

+

=

2

2

.

=

+

+

+

+

+

+

+

+

+

=

+

+

+

)

1

1

)(

(

)

1

1

)(

1

1

(

lim

1

1

lim

2

2

2

2

2

2

2

2

)

0

,

0

(

)

,

(

2

2

2

2

)

0

,

0

(

)

,

(

y

x

y

x

y

x

y

x

y

x

y

x

y

x

y

x

2

1

2

2

)

0

,

0

(

)

,

(

2

2

2

2

2

2

)

0

,

0

(

)

,

(

1

1

1

lim

)

1

1

)(

(

lim

=

+

+

+

=

+

+

+

+

+

=

y

x

y

x

y

x

y

x

y

x

y

x

.

[

2

]

Obliczymy granic

y

x

y

x

y

x

3

3

)

1

,

1

(

)

,

(

lim

.

3

)

(

lim

)

)(

(

lim

lim

2

2

)

1

,

1

(

)

,

(

2

2

)

1

,

1

(

)

,

(

3

3

)

1

,

1

(

)

,

(

=

+

+

=

+

+

=

y

xy

x

y

x

y

xy

x

y

x

y

x

y

x

y

x

y

x

y

x

[

3

]

Obliczy granic

+

xy

y

x

y

x

1

cos

)

(

lim

2

2

)

0

,

0

(

)

,

(

.

Korzystaj c z twierdzenia o trzech funkcjach poka emy, e

0

1

cos

)

(

lim

2

2

)

0

,

0

(

)

,

(

=

+

xy

y

x

y

x

.

Dla ka dego punktu

f

D

y

x

)

,

(

słuszne s nierówno ci

2

2

2

2

2

2

1

cos

)

(

)

(

y

x

xy

y

x

y

x

+

+

+

. Poniewa

0

)

(

lim

2

2

)

0

,

0

(

)

,

(

=

y

x

y

x

,

0

)

(

lim

2

2

)

0

,

0

(

)

,

(

=

+

y

x

y

x

, wi c

0

1

cos

)

(

lim

2

2

)

0

,

0

(

)

,

(

=

+

xy

y

x

y

x

.

[

4

]

Obliczymy granic

2

2

2

2

)

0

,

0

(

)

,

(

lim

y

x

y

x

y

x

+

.

Poka emy, e granica ta nie istnieje. W tym celu rozpatrujemy dwa ci gi

=

0

,

1

)

,

(

n

y

x

n

n

,

=

′′

′′

n

y

x

n

n

1

,

0

)

,

(

zbie ne do punktu

)

0

,

0

(

oraz odpowiadaj ce im ci gi warto ci funkcji:

2

2

2

2

)

0

,

0

(

)

,

(

)

(

)

(

)

(

)

(

lim

n

n

n

n

y

x

y

x

y

x

n

n

+

1

0

1

0

1

lim

2

2

=

+

=

n

n

n

,

2

2

2

2

)

0

,

0

(

)

,

(

)

(

)

(

)

(

)

(

lim

n

n

n

n

y

x

y

x

y

x

n

n

′′

′′

′′

+

′′

′′

′′

1

1

0

1

0

lim

2

2

=

+

=

n

n

n

.

Otrzymali my ró ne granice cz ciowe, zatem rozwa ana granica nie istnieje.

background image

St. Kowalski, Wykłady z matematyki (dla studentów kierunku Mechanika) – wykład 2 – 8

4

Zadania.


Uzasadni , e nie istnieje granica:

(1)

2

2

2

2

)

0

,

0

(

)

,

(

lim

y

xy

x

y

x

y

x

+

+

(2)

2

2

2

2

)

0

,

0

(

)

,

(

lim

y

x

y

x

y

x

+

(3)

2

2

)

0

,

0

(

)

,

(

3

lim

y

x

y

x

y

x

+

+

(4)

2

2

)

0

,

0

(

)

,

(

2

lim

y

x

xy

y

x

+


Obliczy granic :
(1)

2

2

2

2

)

0

,

0

(

)

,

(

4

16

lim

y

x

y

x

y

x

+

+

+

(2)

y

x

y

x

y

x

+

+

3

3

)

1

,

1

(

)

,

(

lim

(3)

xy

y

x

y

x

1

sin

)

(

lim

2

2

)

0

,

0

(

)

,

(

+

(4)

y

x

y

x

y

x

4

4

)

1

,

1

(

)

,

(

lim



Ci gło funkcji.

Definiujmy analogicznie jak dla funkcji jednej zmienne (wykład 6).

[1]

Czy mo na dobra warto

A

tak, by była ci gła funkcja

=

+

+

+

=

?

)

0

,

0

(

)

,

(

dla

),

0

,

0

(

)

,

(

dla

1

1

)

,

(

2

2

2

2

y

x

A

y

x

y

x

y

x

y

x

f

=

+

+

+

=

=

1

1

lim

)

0

,

0

(

2

2

2

2

)

0

,

0

(

)

,

(

y

x

y

x

f

A

y

x

+

=

b

a

b

a

b

a

2

2

wzoru

ze

y

Skorzystam

=

+

+

+

+

+

+

=

1

)

1

(

)

1

1

)(

(

lim

2

2

2

2

2

2

)

0

,

0

(

)

,

(

y

x

y

x

y

x

y

x

2

)

1

1

(

lim

)

1

1

)(

(

lim

2

2

)

0

,

0

(

)

,

(

2

2

2

2

2

2

)

0

,

0

(

)

,

(

=

+

+

+

=

+

+

+

+

+

=

y

x

y

x

y

x

y

x

y

x

y

x

[2]

Czy mo na dobra warto

A

tak, by była ci gła funkcja

=

+

+

+

=

).

0

,

0

(

)

,

(

dla

),

0

,

0

(

)

,

(

dla

1

1

)

,

(

2

2

2

2

y

x

A

y

x

y

x

y

x

y

x

f

2

1

2

2

2

2

)

0

,

0

(

)

,

(

1

1

lim

)

0

,

0

(

=

+

+

+

=

=

y

x

y

x

f

A

y

x

(przykład poprzedni)

[3]

Czy mo na dobra warto

A

tak, by była ci gła funkcja

=

+

=

).

0

,

0

(

)

,

(

dla

),

0

,

0

(

)

,

(

dla

2

4

)

,

(

2

2

2

2

y

x

A

y

x

y

x

y

x

y

x

f

=

+

=

=

2

4

lim

)

0

,

0

(

2

2

2

2

)

0

,

0

(

)

,

(

y

x

y

x

f

A

y

x

.

+

=

b

a

b

a

b

a

2

2

wzoru

ze

y

Skorzystam

=

+

+

=

4

4

)

2

4

)(

(

lim

2

2

2

2

2

2

)

0

,

0

(

)

,

(

y

x

y

x

y

x

y

x

4

)

2

4

(

lim

)

(

)

2

4

)(

(

lim

2

2

)

0

,

0

(

)

,

(

2

2

2

2

2

2

)

0

,

0

(

)

,

(

=

+

=

+

+

+

=

y

x

y

x

y

x

y

x

y

x

y

x

[4]

Czy mo na dobra warto

A

tak, by była ci gła funkcja

=

+

+

=

).

0

,

0

(

)

,

(

dla

),

0

,

0

(

)

,

(

dla

)

sin(

)

,

(

2

2

3

3

y

x

A

y

x

y

x

y

x

y

x

f

2

2

3

3

)

0

,

0

(

)

,

(

3

3

3

3

)

0

,

0

(

)

,

(

2

2

3

3

3

3

3

3

)

0

,

0

(

)

,

(

2

2

3

3

)

0

,

0

(

)

,

(

lim

)

sin(

lim

)

sin(

lim

)

sin(

lim

)

0

,

0

(

y

x

y

x

y

x

y

x

y

x

y

x

y

x

y

x

y

x

y

x

f

A

y

x

y

x

y

x

y

x

+

+

+

+

=

+

+

+

+

=

+

+

=

=

Mamy

1

)

sin(

lim

3

3

3

3

)

0

,

0

(

)

,

(

=

+

+

y

x

y

x

y

x

,

0

1

)

(

lim

)

)(

(

lim

lim

2

2

)

0

,

0

(

)

,

(

2

2

2

2

)

0

,

0

(

)

,

(

2

2

3

3

)

0

,

0

(

)

,

(

=

+

+

=

+

+

+

=

+

+

y

x

xy

y

x

y

x

y

xy

x

y

x

y

x

y

x

y

x

y

x

y

x

.

Dlatego

0

=

A

(gdy

2

3

2

2

2

1

1

+

y

x

xy

).

background image

St. Kowalski, Wykłady z matematyki (dla studentów kierunku Mechanika) – wykład 2 – 8

5

•••

0

)

(

2

+ y

x

0

2

2

2

+

+

y

xy

x

xy

y

x

2

2

2

+

2

2

2

1

y

x

xy

+

2

2

2

1

y

x

xy

+

2

2

2

3

1

y

x

xy

+

0

)

(

2

y

x

0

2

2

2

+

y

xy

x

xy

y

x

2

2

2

+

2

2

2

1

y

x

xy

+

2

2

2

1

y

x

xy

+

2

2

2

1

y

x

xy

+

2

2

2

1

1

y

x

xy

+

•••


Zadania


Czy mo na dobra warto

A

tak, by poni sze funkcje były ci głe?

=

+

+

+

=

).

0

,

0

(

)

,

(

dla

),

0

,

0

(

)

,

(

dla

1

1

)

,

(

2

2

2

2

1

y

x

A

y

x

y

x

y

x

y

x

f

=

+

+

+

=

).

0

,

0

(

)

,

(

dla

),

0

,

0

(

)

,

(

dla

1

1

)

,

(

2

2

2

2

2

y

x

A

y

x

y

x

y

x

y

x

f

=

+

+

=

).

0

,

0

(

)

,

(

dla

),

0

,

0

(

)

,

(

dla

1

1

)

,

(

2

2

2

2

3

y

x

A

y

x

y

x

y

x

y

x

f

=

+

+

=

).

0

,

0

(

)

,

(

dla

),

0

,

0

(

)

,

(

dla

2

4

)

,

(

2

2

2

2

4

y

x

A

y

x

y

x

y

x

y

x

f

=

+

+

=

).

0

,

0

(

)

,

(

dla

),

0

,

0

(

)

,

(

dla

)

sin(

)

,

(

2

2

3

3

5

y

x

A

y

x

y

x

y

x

y

x

f

=

+

=

).

0

,

0

(

)

,

(

dla

),

0

,

0

(

)

,

(

dla

1

exp

)

,

(

2

2

6

y

x

A

y

x

y

x

y

x

f

(

)

=

+

=

+

).

0

,

0

(

)

,

(

dla

),

0

,

0

(

)

,

(

dla

1

)

,

(

2

2

1

2

2

7

y

x

A

y

x

y

x

y

x

f

y

x

=

+

=

).

0

,

0

(

)

,

(

dla

),

0

,

0

(

)

,

(

dla

|

|

)

,

(

2

2

8

y

x

A

y

x

y

x

xy

y

x

f



Pochodne cz stkowe.


x

y

x

f

y

x

x

f

y

x

f

y

x

x

x

x

f

+

=

=

)

,

(

)

,

(

lim

)

,

(

)

,

(

0

0

0

0

0

0

0

0

0

y

y

x

f

y

y

x

f

y

x

f

y

x

y

y

y

f

+

=

=

)

,

(

)

,

(

lim

)

,

(

)

,

(

0

0

0

0

0

0

0

0

0

[

Zad 1

]

Obliczymy pochodne cz stkowe (w dowolnym punkcie dziedziny) funkcji

32

3

)

,

(

6

2

3

+

=

y

x

xy

y

x

f

.

Pochodn cz stkow wzgl dem

x

liczymy tak jak zwykł pochodn funkcji jednej zmiennej

x

, przy czym zmienn

y

traktujemy jako stały

parametr:

6

3

2

6

3

6

)

(

3

)

(

)

,

(

xy

y

x

y

x

y

y

x

f

x

x

x

+

=

+

=

.

Pochodn cz stkow wzgl dem

y

liczymy tak jak zwykł pochodn funkcji jednej zmiennej

y

, przy czym zmienn

x

traktujemy jako stały

parametr:

5

2

2

6

2

3

16

3

)

(

3

)

(

)

,

(

y

x

xy

y

x

y

x

y

x

f

y

y

y

+

=

+

=

.

[

Zad 2

]

Obliczy pochodne cz stkowe (w dowolnym punkcie dziedziny) funkcji

3

4

3

)

,

(

6

2

3

+

=

y

x

y

x

y

x

f

.

x

y

x

f

x

6

1

)

,

(

+

=

,

5

2

24

3

)

,

(

y

y

y

x

f

y

=

.

[

Zad 3

]

Obliczy pochodne cz stkowe (w dowolnym punkcie dziedziny) funkcji

x

y

y

x

y

x

f

+

=

)

,

(

.

2

2

1

1

1

1

)

(

1

)

,

(

x

x

y

x

y

y

x

y

x

y

y

x

f

x

x

x

=

+

=

+

=

,

background image

St. Kowalski, Wykłady z matematyki (dla studentów kierunku Mechanika) – wykład 2 – 8

6

x

y

x

x

y

x

y

x

y

x

y

x

f

y

y

y

1

1

1

)

(

1

1

)

,

(

2

2

+

=

+

=

+

=

.

[

Zad 4

]

Obliczymy pochodne cz stkowe (w dowolnym punkcie dziedziny) funkcji

2

2

9

4

)

,

(

y

x

y

x

f

+

=

.

2

2

2

2

4

2

8

)

,

(

y

x

x

y

x

x

y

x

f

x

+

=

+

=

dla

)

0

,

0

(

)

,

(

y

x

.

x

x

x

x

x

f

x

f

f

x

x

x

x

=

=

+

=

|

|

2

lim

0

)

(

4

lim

)

0

,

0

(

)

0

,

0

(

lim

)

0

,

0

(

0

2

0

0

nie istnieje (granice jednostronne s ró ne).

2

2

2

2

9

2

18

)

,

(

y

x

y

y

x

y

y

x

f

y

+

=

+

=

dla

)

0

,

0

(

)

,

(

y

x

.

y

y

y

y

y

f

y

f

f

y

y

y

y

=

=

+

=

|

|

3

lim

0

)

(

9

lim

)

0

,

0

(

)

0

,

0

(

lim

)

0

,

0

(

0

2

0

0

nie istnieje (granice jednostronne s ró ne).

[

Zad 5

]

Obliczymy pochodne cz stkowe (w dowolnym punkcie dziedziny) funkcji

4

2

9

4

)

,

(

y

x

y

x

f

+

=

.

4

2

4

2

4

2

8

)

,

(

y

x

x

y

x

x

y

x

f

x

+

=

+

=

dla

)

0

,

0

(

)

,

(

y

x

.

x

x

x

x

x

f

x

f

f

x

x

x

x

=

=

+

=

|

|

2

lim

0

)

(

4

lim

)

0

,

0

(

)

0

,

0

(

lim

)

0

,

0

(

0

2

0

0

nie istnieje..

4

2

3

4

2

3

9

2

18

)

,

(

y

x

y

y

x

y

y

x

f

y

+

=

+

=

dla

)

0

,

0

(

)

,

(

y

x

.

0

3

lim

)

(

3

lim

0

)

(

9

lim

)

0

,

0

(

)

0

,

0

(

lim

)

0

,

0

(

0

2

0

4

0

0

=

=

=

=

+

=

y

y

y

y

y

y

f

y

f

f

y

y

y

y

y

.

[

Zad 6

]

Obliczymy pochodne cz stkowe (w dowolnym punkcie dziedziny) funkcji

3

3

3

)

,

(

y

x

y

x

f

+

=

.

3

2

3

3

2

3

2

3

3

2

)

(

)

(

3

3

)

,

(

y

x

x

y

x

x

y

x

f

x

+

=

+

=

dla

)

0

,

0

(

)

,

(

y

x

1

lim

0

)

(

lim

)

0

,

0

(

)

0

,

0

(

lim

)

0

,

0

(

0

3

3

0

0

=

=

=

+

=

x

x

x

x

x

f

x

f

f

x

x

x

x

,

3

2

3

3

2

3

2

3

3

2

)

(

)

(

3

3

)

,

(

y

x

y

y

x

y

y

x

f

y

+

=

+

=

dla

)

0

,

0

(

)

,

(

y

x

1

lim

0

)

(

lim

)

0

,

0

(

)

0

,

0

(

lim

)

0

,

0

(

0

3

3

0

0

=

=

=

+

=

y

y

y

y

y

f

y

f

f

y

y

y

y

.

[

Zad 7

]

Obliczymy pochodne cz stkowe (w dowolnym punkcie dziedziny) funkcji

x

y

y

x

y

x

f

cos

sin

)

,

(

=

.

Zastosujemy wzór na pochodn iloczynu funkcji.

( )

( )

( )

x

y

y

x

x

y

x

y

y

x

y

x

y

x

y

x

x

y

y

x

x

y

x

x

y

x

y

x

x

y

y

x

x

x

f

y

x

sin

sin

cos

cos

sin

sin

cos

)

(

cos

cos

sin

cos

sin

)

,

(

2

1

=

=

+

=

( )

( )

( )

( )

x

y

y

x

x

x

y

y

x

y

x

x

y

x

y

y

y

x

x

y

y

x

y

y

x

x

y

y

y

x

x

y

y

x

y

y

f

y

x

sin

sin

cos

cos

sin

sin

cos

cos

cos

sin

cos

sin

)

,

(

1

2

=

=

+

=

[

Zad 8

]

Obliczymy pochodne cz stkowe funkcji

2

2

9

)

3

2

(

arcsin

)

,

(

y

x

x

y

x

f

+

=

.

2

2

2

2

2

2

9

)

3

2

(

1

2

2

2

9

2

1

)

3

2

(

1

1

2

2

)

9

(

)

3

2

(

9

)

3

2

(

arcsin

)

,

(

y

x

x

x

x

y

x

x

x

x

x

f

y

x

x

y

x

x

y

x

=

+

=

+

=

2

2

2

2

9

2

2

9

2

1

2

2

)

9

(

9

)

3

2

(

arcsin

)

,

(

y

x

y

y

y

x

y

y

f

y

x

y

x

x

y

x

=

=

+

=

[

Zad 9

]

Dana jest funkcja

=

=

.

0

dla

1

,

0

dla

0

)

,

(

xy

xy

y

x

f

Czy funkcja

f

jest ci gła w punkcie

O

(0,0)? Obliczy

)

0

,

0

(

x

f

i

)

0

,

0

(

y

f

.

background image

St. Kowalski, Wykłady z matematyki (dla studentów kierunku Mechanika) – wykład 2 – 8

7

Funkcja nie jest ci gła w punkcie

O

(0,0), gdy nie ma granicy w tym punkcie. Aby to uzasadni wystarczy wzi dwa ci gi punktów zbie ne

do punktu

O

(0,0), dla których odpowiadaj ce im ci gi warto ci funkcji b d miały ró ne granice. Dla ci gów

)

0

,

(

)

,

(

1

n

n

n

y

x

=

,

)

,

(

)

,

(

1

1

n

n

n

n

y

x

=

′′

′′

mamy

0

)

,

(

lim

)

0

,

0

(

)

,

(

=

n

n

y

x

y

x

f

n

n

,

1

)

,

(

lim

)

0

,

0

(

)

,

(

=

′′

′′

′′

′′

y

x

f

n

y

x

n

n

.

Otrzymali my ró ne granice, zatem granica funkcji w punkcie

O

(0,0) nie istnieje.

Pochodne cz stkowe

)

0

,

0

(

x

f

i

)

0

,

0

(

y

f

b dziemy wylicza na podstawie definicji.

0

0

0

lim

)

0

,

0

(

)

0

,

0

(

lim

)

0

,

0

(

0

0

=

=

+

=

x

x

f

x

f

f

x

x

x

,

0

0

0

lim

)

0

,

0

(

)

0

,

0

(

lim

)

0

,

0

(

0

0

=

=

+

=

y

y

f

y

f

f

y

y

y

.

Z tego przykładu wynika, e nawet nieci głe w punkcie funkcje mog mie obie pochodne cz stkowe w tym punkcie.

Ró niczkowalno

Funkcja jest ró niczkowalna w punkcie

)

,

(

0

0

y

x

wtedy i tylko wtedy, gdy

0

)

(

)

(

)

(

)

,

(

)

(

)

,

(

)

,

(

)

,

(

lim

2

0

2

0

0

0

0

0

0

0

0

0

)

,

(

)

,

(

0

0

=

+

y

y

x

x

y

y

y

x

y

f

x

x

y

x

x

f

y

x

f

y

x

f

y

x

y

x

.

Ró niczkowalno funkcji

f

w punkcie

)

,

(

0

0

y

x

oznacza, e istnieje niepionowa płaszczyzna styczna do wykresu tej funkcji w punkcie

)

)

,

(

,

,

(

0

0

0

0

y

x

f

y

x

Równanie płaszczyzny stycznej w punkcie

)

)

,

(

,

,

(

0

0

0

0

y

x

f

y

x

do wykresu funkcji ró niczkowalnej

)

,

( y

x

f

z

=

ma posta

)

(

)

,

(

)

(

)

,

(

)

,

(

0

0

0

0

0

0

0

0

y

y

y

x

y

f

x

x

y

x

x

f

y

x

f

z

+

=


Zadanie 1.

Funkcja

=

=

.

0

dla

1

,

0

dla

0

)

,

(

xy

xy

y

x

f

ma pochodne cz stkowe w punkcie

O

(0,0). Czy jest ró niczkowalna w punkcie

O

(0,0)?

Rozwi zanie

Funkcja nie jest ci gła w punkcie

O

(0,0) (gdy nie ma granicy w tym punkcie), zatem nie spełnia warunku koniecznego ró niczkowalno ci.

Zadanie 2.

Czy funkcja

xy

y

x

f

=

)

,

(

jest ró niczkowalna w punkcie

O

(0,0)?

Rozwi zanie

Przypominamy, e na mocy definicji, funkcja jest ró niczkowalna w punkcie

)

,

(

0

0

y

x

wtedy i tylko wtedy, gdy

0

)

(

)

(

)

(

)

,

(

)

(

)

,

(

)

,

(

)

,

(

lim

2

0

2

0

0

0

0

0

0

0

0

0

)

,

(

)

,

(

0

0

=

+

y

y

x

x

y

y

y

x

y

f

x

x

y

x

x

f

y

x

f

y

x

f

y

x

y

x

.

Poniewa

0

0

0

lim

)

0

,

0

(

)

0

,

0

(

lim

)

0

,

0

(

0

0

=

=

+

=

x

x

f

x

f

f

x

x

x

,

0

0

0

lim

)

0

,

0

(

)

0

,

0

(

lim

)

0

,

0

(

0

0

=

=

+

=

y

y

f

y

f

f

y

y

y

,

wi c

background image

St. Kowalski, Wykłady z matematyki (dla studentów kierunku Mechanika) – wykład 2 – 8

8

=

+

2

2

)

0

,

0

(

)

,

(

)

0

(

)

0

(

)

0

(

)

0

,

0

(

)

0

(

)

0

,

0

(

)

0

,

0

(

)

,

(

lim

y

x

y

y

f

x

x

f

f

y

x

f

y

x

=

+

2

2

)

0

,

0

(

)

,

(

0

0

0

|

|

lim

y

x

y

x

xy

y

x

2

2

)

0

,

0

(

)

,

(

|

|

lim

y

x

xy

y

x

+

2

2

2

2

)

0

,

0

(

)

,

(

lim

y

x

y

x

y

x

+

=

0

1

1

1

lim

2

2

)

0

,

0

(

)

,

(

=

+

=

x

y

y

x

.

Dlatego funkcja jest ró niczkowalna w punkcie

O

(0,0). Macierz Jacobiego funkcji

f

w punkcie

O

(0,0) jest

(

)

[ ]

0

0

)

0

,

0

(

)

0

,

0

(

)

0

,

0

(

=

=

y

x

f

f

f

.

Zadanie 3.

Czy funkcja

xy

y

x

f

=

)

,

(

jest ró niczkowalna w punkcie

O

(0,0)?

Rozwi zanie

Skorzystamy z definicji funkcji ró niczkowalnej w punkcie

O

(0,0).

Poniewa

0

0

0

lim

)

0

,

0

(

)

0

,

0

(

lim

)

0

,

0

(

0

0

=

=

+

=

x

x

f

x

f

f

x

x

x

,

0

0

0

lim

)

0

,

0

(

)

0

,

0

(

lim

)

0

,

0

(

0

0

=

=

+

=

y

y

f

y

f

f

y

y

y

,

wi c

=

+

2

2

)

0

,

0

(

)

,

(

)

0

(

)

0

(

)

0

(

)

0

,

0

(

)

0

(

)

0

,

0

(

)

0

,

0

(

)

,

(

lim

y

x

y

y

f

x

x

f

f

y

x

f

y

x

=

+

2

2

)

0

,

0

(

)

,

(

0

0

0

|

|

lim

y

x

y

x

xy

y

x

2

2

)

0

,

0

(

)

,

(

|

|

lim

y

x

xy

y

x

+

2

2

)

0

,

0

(

)

,

(

|

|

lim

y

x

xy

y

x

+

=

.

Poka emy, e ostatnia granica nie jest równa 0. Niech

)

1

,

1

(

)

,

(

n

n

y

x

n

n

=

. Wówczas

2

2

2

1

lim

1

1

1

lim

lim

2

2

2

2

2

=

=

+

=

+

n

n

n

n

n

n

n

n

n

n

y

x

y

x

.

Dlatego funkcja nie jest ró niczkowalna w punkcie

O

(0,0).

Zadanie 4.

Sprawdzi , e funkcja

=

+

=

),

0

,

0

(

)

,

(

dla

0

),

0

,

0

(

)

,

(

dla

)

,

(

2

2

y

x

y

x

y

x

xy

y

x

f

ma pochodne cz stkowe

)

0

,

0

(

x

f

,

)

0

,

0

(

y

f

, ale nie jest ró niczkowalna w punkcie (0,0).

Rozwi zanie

Mamy

0

0

0

lim

)

0

,

0

(

)

0

,

0

(

lim

)

0

,

0

(

0

0

=

=

+

=

x

x

f

x

f

f

x

x

x

,

0

0

0

lim

)

0

,

0

(

)

0

,

0

(

lim

)

0

,

0

(

0

0

=

=

+

=

y

y

f

y

f

f

y

y

y

.

Dlatego

=

+

2

2

)

0

,

0

(

)

,

(

)

0

(

)

0

(

)

0

(

)

0

,

0

(

)

0

(

)

0

,

0

(

)

0

,

0

(

)

,

(

lim

y

x

y

y

f

x

x

f

f

y

x

f

y

x

2

2

2

2

)

0

,

0

(

)

,

(

0

0

0

lim

y

x

y

x

y

x

xy

y

x

+

+

2

2

)

0

,

0

(

)

,

(

lim

y

x

xy

y

x

+

=

.

background image

St. Kowalski, Wykłady z matematyki (dla studentów kierunku Mechanika) – wykład 2 – 8

9

Poka emy, e ostatnia granica nie jest równa 0. Niech

)

1

,

1

(

)

,

(

n

n

y

x

n

n

=

. Wówczas

2

1

2

1

lim

1

1

1

lim

lim

2

2

2

2

2

=

=

+

=

+

n

n

n

n

n

n

n

n

n

n

y

x

y

x

.

Dlatego funkcja nie jest ró niczkowalna w punkcie

O

(0,0).

Zadanie 5.

Sprawdzi , e funkcja

=

+

+

=

),

0

,

0

(

)

,

(

dla

0

),

0

,

0

(

)

,

(

dla

1

sin

)

(

)

,

(

2

2

2

2

y

x

y

x

y

x

y

x

y

x

f

ma nieci głe pochodne cz stkowe w punkcie

O

(0,0). Sprawd to! Jest jednak w tym punkcie ró niczkowalna.

Zadanie 6.

Czy jest ró niczkowalna w punkcie

O

(0,0) funkcja

=

=

+

).

0

,

0

(

)

,

(

dla

0

),

0

,

0

(

)

,

(

dla

)

,

(

2

2

1

y

x

y

x

e

y

x

f

y

x


Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
funkcje wielu zmiennych zadania od Misiaka id 182151
Funkcje zmiennej zespolonej id Nieznany
AM2 4 Funkcje wielu zmiennych i Nieznany (2)
AM2 5 Funkcje wielu zmiennych Ciag Dalszy id 58808 (2)
C 04,5 Rachunek różniczkowy funkcji wielu zmiennych
10 Funkcje wielu zmiennych
Matematyka III (Ćw) Lista 06 Ekstrema lokalne i globalne funkcji wielu zmiennych Zadania
11 RACHUNEK RÓŻNICZKOWY FUNKCJI WIELU ZMIENNYCH
ek mat ii optymalizacja funkcji wielu zmiennych
140 Funkcje wielu zmiennych
04 Rozdział 02 Różniczkowanie funkcji wielu zmiennych
7 Funkcje wielu zmiennych
wykład 3 funkcje wielu zmiennych
11 3 Funkcje wielu zmiennych
11 4 Funkcje wielu zmiennych
15 Funkcje wielu zmiennychid 16138
Funkcje wielu zmiennych 3

więcej podobnych podstron