
- •6. Дифференциальное исчисление функций нескольких переменных (14 часов)
- •1. Функции нескольких переменных
- •Определение 1
- •Пример 1
- •Пример 2
- •Пример 3
- •Определение 2
- •Определение 3
- •Теорема
- •Определение 1
- •Пример 1
- •Определение 2
- •Определение 3
- •Определение 4
- •Определение 5
- •Определение 6
- •Пример 2
- •Пример 3
- •Определение 7
- •Определение 8
- •Пример 4
- •Определение 1
- •Пример 1
- •Решение
- •Определение 2
- •Пример 2
- •Пример 3
- •Пример 4
- •Определение 3
- •Определение 4
- •Теорема 1
- •Доказательство
- •Определение 5
- •Определение 6
- •Пример 5
- •Теорема 2
- •Теорема 3
- •Определение 1
- •Определение 2
- •Пример 1
- •Решение
- •Пример 2
- •Решение
- •Пример 3
- •Решение
- •Теорема 1
- •Доказательство
- •Теорема 2
- •Пример 4
- •Решение
- •2.2. Дифференцируемая функция. Условия дифференцируемости
- •Определение 1
- •Теорема 1. (Необходимое условие дифференцируемости)
- •Доказательство
- •Следствие 1
- •Следствие 2
- •Пример
- •Теорема 2. (Достаточное условие дифференцируемости).
- •Доказательство
- •2.3. Производная сложной функции. Полная производная
- •Теорема 1
- •Доказательство
- •Пример 1
- •Решение
- •Следствие 1
- •Пример 2
- •Решение
- •Пример 3
- •Решение
- •3. Дифференциал функции нескольких переменных
- •3.1. Определение дифференциала функции нескольких переменных и его свойства. Инвариантность формулы дифференциала
- •Определение
- •Пример 1
- •Решение
- •Теорема 1
- •Пример 2
- •Решение
- •3.2. Геометрический смысл дифференциала функции двух переменных. Уравнение касательной плоскости и нормали к поверхности.
- •Теорема
- •Доказательство
- •Следствие 1
- •Следствие 2
- •Пример
- •Решение
- •3.3. Приближенные вычисления и оценка погрешностей
- •Пример
- •Решение
- •4. Частные производные и дифференциалы высших порядков функции нескольких переменных
- •Определение 1
- •Теорема 1
- •Пример 1
- •Решение
- •Определение 2
- •Теорема 2
- •Доказательство
- •Пример 2
- •Решение
- •Пример 3
- •Решение
- •5. Производные функций нескольких переменных, заданных неявно
- •Определение
- •Теорема 1
- •Доказательство
- •Пример 1
- •Решение
- •Пример 2
- •Решение
- •Пример 1
- •Решение
- •Определение
- •Теорема
- •Пример 2
- •Решение
- •6. Экстремум функции нескольких переменных
- •6.2. Экстремум функции двух переменных
- •Определение 1
- •Определение 2
- •Теорема 1
- •Доказательство
- •Следствие
- •Определение
- •Теорема2
- •Доказательство
- •Пример 1
- •Теорема 3
- •Доказательство
- •Пример 2
- •Решение
- •Пример
- •Решение
- •6.4. Наименьшее и наибольшее значения функции нескольких переменных
- •Теорема
- •Пример
- •Решение
- •6. Дифференциальное исчисление функций нескольких переменных (10 часов)

Утверждения a, b и c теоремы очевидны из определения расстояния. Утверждение
d , так называемое неравенство треугольников, доказывается аналогично тому, как это было сделано для расстояния в линейном векторном евклидовом пространстве.
Пространство Rn , в котором определено расстояние между двумя точками (метрика),
называется метрическим.
1.2. Окрестности точек в пространстве Rn . Классификация точек. Открытые и замкнутые множества.
Определение 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Пусть M |
0 |
(x0 |
, x0,..., x |
0 ) Rn и δ > 0 - вещественное число. δ - |
окрестностью |
|||||||
|
|
|
1 |
2 |
n |
|
|
|
|
|
||
точки |
M |
0 |
|
называется |
множество точек M (x , x |
2 |
,..., x |
n |
) Rn , |
для которых |
||
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|||
справедливо: ρ(M 0, M ) < δ. δ -окрестность точки M 0 обозначается Uδ(M 0 ). |
||||||||||||
Пример 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Если |
M 0 R2 , |
то Uδ(M 0 )- открытый круг (граница не входит в это множество) с |
||||||||||
центром в точке M 0 |
и радиусом δ (рис.1). Если M 0 R3, то Uδ(M 0 )- открытый шар |
(граница не входит в это множество) с центром в точке M 0 и радиусом δ (рис.2).
y |
z |
|
δ |
M0
x x
δ
M0
y
Рис.1. Рис.2.
Определение 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Пусть M |
0 |
(x0 |
, x0,..., x0 ) Rn и δ > 0 . Проколотой δ - окрестностью |
точки M |
0 |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
1 |
2 |
n |
Uδ(M 0 ) \ {M 0}, |
|
|
|
|
|
|
|
|||
называется |
|
|
|
множество |
то |
есть |
множество |
точек |
||||||||||
M (x , x |
2 |
,..., x |
n |
) Rn , |
для которых справедливо: 0 < ρ(M |
0 |
, M ) < δ. Проколотая δ - |
|||||||||||
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
окрестность точки M 0 обозначается U&δ(M 0 ). |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
Определение 3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Точка |
M 0 |
D R n называется |
внутренней |
точкой |
множества |
D , |
если |
|||||||||||
Uδ(M 0 ) D . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
Определение 4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Точка |
M 0 |
|
называется |
граничной |
точкой |
множества |
|
D Rn , если |
ее |
любая |
||||||||
окрестность содержит как точки множества D , так и точки, не принадлежащие D . |
|
|
||||||||||||||||
Определение 5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Точка |
M 0 |
|
называется |
предельной |
точкой |
множества |
|
D Rn , если |
любая ее |
проколотая окрестность содержит хотя бы одну точку множества D .
ЗАМЕЧАНИЕ
Граничные и предельные точки множества могут и не принадлежать этому множеству.
7