偏导数怎么看连续
判断偏导数是否连续的方法如下:
使用定义求偏导数值
首先,使用偏导数的定义求出函数在特定点$(x_0, y_0)$处的偏导数值$c$。即:
$$
c = \lim_{\Delta x \to 0} \frac{f(x_0 + \Delta x, y_0) - f(x_0, y_0)}{\Delta x}
$$
$$
c = \lim_{\Delta y \to 0} \frac{f(x_0, y_0 + \Delta y) - f(x_0, y_0)}{\Delta y}
$$
求不在该点时的偏导数
使用偏导数的求导公式求出函数在点$(x_0, y_0)$附近但不等于$(x_0, y_0)$处的偏导数$f_x(x, y)$和$f_y(x, y)$。
求极限判断连续性
最后,求偏导数$f_x(x, y)$和$f_y(x, y)$在$(x, y)$趋于$(x_0, y_0)$时的极限,即:
$$
\lim_{(x, y) \to (x_0, y_0)} f_x(x, y)
$$
$$
\lim_{(x, y) \to (x_0, y_0)} f_y(x, y)
$$
如果这两个极限都存在且等于$c$,则偏导数在该点是连续的;否则,偏导数在该点不连续。
例子
假设有函数$f(x, y) = \begin{cases}
\frac{xy}{x^2 + y^2}, & \text{if } (x, y)
eq (0, 0) \\
0, & \text{if } (x, y) = (0, 0)
\end{cases}$
求偏导数值
在点$(0, 0)$处,
$$
f_x(0, 0) = \lim_{\Delta x \to 0} \frac{f(\Delta x, 0) - f(0, 0)}{\Delta x} = \lim_{\Delta x \to 0} \frac{0}{\Delta x} = 0
$$
$$
f_y(0, 0) = \lim_{\Delta y \to 0} \frac{f(0, \Delta y) - f(0, 0)}{\Delta y} = \lim_{\Delta y \to 0} \frac{0}{\Delta y} = 0
$$
求不在该点时的偏导数
对于$(x, y) \neq (0, 0)$,
$$
f_x(x, y) = \frac{y(x^2 + y^2) - xy \cdot 2x}{(x^2 + y^2)^2} = \frac{y^3}{(x^2 + y^2)^2}
$$
$$
f_y(x, y) = \frac{x(x^2 + y^2) - xy \cdot 2y}{(x^2 + y^2)^2} = \frac{x^3}{(x^2 + y^2)^2}
$$
求极限判断连续性
$$
\lim_{(x, y) \to (0, 0)} f_x(x, y) = \lim_{(x, y) \to (0, 0)} \frac{y^3}{(x^2 + y^2)^2} = 0
$$
$$
\lim_{(x, y) \to (0, 0)} f_y(x, y) = \lim_{(x, y) \to (0, 0)} \frac{x^3}{(x^2 + y^2)^2} = 0
$$
由于两个极限都存在且等于0,所以偏导数$f_x(x, y)$和$f_y(x, y)$在点$(0, 0)$处是连续的。
结论
通过上述步骤,可以判断一个多元函数在某一点处的偏导数是否连续。如果偏导数在该