一元函数可微就是导函数连续吗
一元函数可微就是导函数连续吗?
一元函数中,可微与可导是等价的,导函数不一定连续,但是一定没有第一类间断点,有可能有第二类间断点!
函数在某一点的单侧导数存在,并不意味着,导函数在这一点单侧极限存在!
一个例子是
F(X)=X²sin(1/X)(X≠0)
F(X)= 0 (X=0)
一元函数与多元函数连续,可导,可微之间的关系:
1、一元函数涉及的是两维曲线,多元函数涉及到的是至少是三维的曲面。
一元函数的可导可微只要从左右两侧考虑;
多元函数的可导可微,必须从各个角度,各个方向,各个侧面,进行前后、
左右、上下、侧斜等等方向的左右两侧考虑。
2、一元函数,只要曲线光滑--没有尖点、没有断点,切线垂直于x轴就行,
也就是不能斜率为无穷大;
多元函数的要求就是一方面曲面光滑--没有裂缝、没有皱褶。同样没有垂直
于各个坐标的垂直切线。
3、一元函数的求导,就是简单的沿着x轴考虑曲线变化率,考虑曲线的连续性、
可导性、凹凸性等等;
多元函数要考虑在某一个方向的特殊导数--方向导数。方向导数取得最大值
的方向,就是梯度的方向,而它的反方向一定存在一个力,整体存在一个力
场。例如温度增加得最快的方向,其反方向就是热流的方向;如电势增加得
最快的方向,反方向就是电场力的方向。这样的例子举不胜举。
4、一元函数的可导可微没有什么惊人区别,工程上的误差计算:
Δy
=
(dy/dx)Δx,
dy/dx
利用的是可导,
Δx,
Δy
运用的就是可微。
无论是牛顿的近似计算,还是用麦克劳琳级数计算,还是用泰勒技术计算,
也都是运用的可导性与可微性。
在多元函数中,就不一样了,u
=
f(x,y,z),
随便写出
du/dx,
du/dy,
dy/dz
都是错误的。我们可以有三种写法:
du
=
(∂u/∂x)dx
+
(∂u/∂y)dy
+
(∂u/∂z)dz
du/dt
=
(∂u/∂x)dx/dt
+
(∂u/∂y)dy/dt
+
(∂u/∂z)dz/dt
grad
u
=
(∂u/∂x)i
+
(∂u/∂y)j
+
(∂u/∂z)k
(i,j,
k
是单位矢量)
5、一元函数可微就是可导,可导就可微;
多元函数可导就含糊了,沿100万个方向可偏导,只要一个方向不可偏导,
就不可微,只要可微,就表示沿各个方向可偏导;
多元函数,在任何方向的导数都是偏导。没有全导的概念,只有偏导、偏
微、全微的概念。如果讲全导,则是意指上面的du/dt的情况。
6、在一元函数,我们可以计算极值点。
在多元函数中,当然仍然有极值点的计算。但是可能多出了一个极值面,
或极值曲线的概念。例如,在引力场中,物体下滑时,沿什么样的曲线最
快?这就要涉及多元函数的张量问题。
7、一元函数,通常是常微分的解;多元函数是偏微分的解。
总而言之,言而总之,多元函数考虑的情况是三维以上的情况,考虑的因素多了许多,基本上仍然是一元微积分的应用。本质上没有区别,只是在复杂程度上,麻烦了许多