kaoyan3basic 高等数学 第238题

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📝 题目

### 第238题 238 如果 $f(x, y)$ 在 $(0,0)$ 处连续,那么下列命题正确的是 (A)若极限 $\displaystyle \lim _{\substack{x \rightarrow 0 \\ y \rightarrow 0}} \frac{f(x, y)}{|x|+|y|}$ 存在,则 $f(x, y)$ 在 $(0,0)$ 处可微. (B)若极限 $\displaystyle \lim _{\substack{x \rightarrow 0 \\ y \rightarrow 0}} \frac{f(x, y)}{x^{2}+y^{2}}$ 存在,则 $f(x, y)$ 在 $(0,0)$ 处可微. (C)若 $f(x, y)$ 在 $(0,0)$ 处可微,则 $\displaystyle \lim _{\substack{x \rightarrow 0 \\ y \rightarrow 0}} \frac{f(x, y)}{|x|+|y|}$ 存在. (D)若 $f(x, y)$ 在 $(0,0)$ 处可微,则 $\displaystyle \lim _{\substack{x \rightarrow 0 \\ y \rightarrow 0}} \frac{f(x, y)}{x^{2}+y^{2}}$ 存在.

💡 答案解析

**答案**:B **解析**:步骤1:若$\displaystyle \lim_{(x,y)\to(0,0)}\frac{f(x,y)}{x^2+y^2}$存在,则$f(0,0)=0$,且$f(x,y)=O(x^2+y^2)$,故$f(x,y)-f(0,0)=o(\rho)$,可微。步骤2:A中分母为$|x|+|y|$,只能推出$f(x,y)=o(|x|+|y|)$,不足以保证线性逼近。C、D反例:$f(x,y)=|x|+|y|$可微?实际上不可微,但若$f$可微,则$f(x,y)=ax+by+o(\rho)$,除以$|x|+|y|$极限不一定存在(如沿不同方向)。故B正确。 **难度**:★★★☆☆

📋 详细解题步骤

步骤 1/4
目标:分析选项A
若极限存在,设极限为L,则f(0,0)=0,且f(x,y)=L(|x|+|y|)+o(|x|+|y|),但可微需要f(x,y)=ax+by+o(√(x^2+y^2)),而|x|+|y|不是线性函数,故不能保证可微。反例:f(x,y)=|x|+|y|,极限存在但不可微。
提示:注意可微要求线性逼近,而|x|+|y|不是线性函数。
步骤 2/4
目标:分析选项B
若极限存在,则f(0,0)=0,且f(x,y)=O(x^2+y^2),即f(x,y)=o(√(x^2+y^2)),因此f(x,y)-f(0,0)=o(ρ),满足可微定义。
公式:f(x,y)=o(ρ) ⇒ 可微
提示:x^2+y^2是ρ^2,比ρ高阶,故f(x,y)是ρ的高阶无穷小,可微。
步骤 3/4
目标:分析选项C
若f可微,则f(x,y)=ax+by+o(ρ),除以|x|+|y|,沿不同方向极限可能不同。例如f(x,y)=x,则极限沿y=0为x/|x|,不存在。
提示:可微不能保证除以|x|+|y|极限存在。
步骤 4/4
目标:分析选项D
若f可微,则f(x,y)=ax+by+o(ρ),除以x^2+y^2,当ρ→0时,ax+by是ρ的一阶,而分母是ρ^2,故极限不存在(除非a=b=0,但一般情况不成立)。反例:f(x,y)=x,极限不存在。
提示:可微函数除以x^2+y^2一般发散。

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