background image

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

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  

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  

 

 
 
 

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  

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  

 

•••

 

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  

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  

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  

=

+

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  

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