题目
13 设函数f(x,y)在点(0,0)处连续且lim_((x,y)to(0,0))(f(x,y)-xy)/(x^2)+y^(2)=(1)/(2),则()A. 点(0,0)是f(x,y)的极大值点.B. 点(0,0)是f(x,y)的极小值点.C. 点(0,0)不是f(x,y)的极值点.D. 根据已知条件无法判断点(0,0)是否为f(x,y)的极值点.
13 设函数f(x,y)在点(0,0)处连续且$\lim_{(x,y)\to(0,0)}\frac{f(x,y)-xy}{x^{2}+y^{2}}=\frac{1}{2}$,则()
A. 点(0,0)是f(x,y)的极大值点.
B. 点(0,0)是f(x,y)的极小值点.
C. 点(0,0)不是f(x,y)的极值点.
D. 根据已知条件无法判断点(0,0)是否为f(x,y)的极值点.
题目解答
答案
B. 点(0,0)是f(x,y)的极小值点.
解析
考查要点:本题主要考查多元函数极值的判定方法,结合极限条件分析函数在某点的极值性质。
解题核心思路:通过题目给出的极限条件,将函数$f(x,y)$近似展开为二次多项式,构造辅助函数分析其极值性质,结合连续性判断原函数的极值情况。
破题关键点:
- 极限条件转化:将$\lim_{(x,y)\to(0,0)}\frac{f(x,y)-xy}{x^{2}+y^{2}}=\frac{1}{2}$转化为$f(x,y) \approx xy + \frac{1}{2}(x^2 + y^2)$。
- 构造辅助函数:定义$g(x,y) = xy + \frac{1}{2}(x^2 + y^2)$,通过代数变形分析其极值性质。
- 连续性应用:利用$f(x,y)$在$(0,0)$处的连续性,结合$g(x,y)$的极值特性,推断$f(x,y)$的极值情况。
极限条件分析
由题意,当$(x,y) \to (0,0)$时,有:
$\frac{f(x,y) - xy}{x^2 + y^2} \to \frac{1}{2},$
即:
$f(x,y) - xy \approx \frac{1}{2}(x^2 + y^2).$
因此,$f(x,y)$可以近似表示为:
$f(x,y) \approx xy + \frac{1}{2}(x^2 + y^2).$
构造辅助函数
定义辅助函数:
$g(x,y) = xy + \frac{1}{2}(x^2 + y^2).$
通过代数变形:
$g(x,y) = \frac{1}{2}(x^2 + 2xy + y^2) = \frac{1}{2}(x + y)^2 \geq 0.$
显然,$g(x,y)$在$(0,0)$处取得最小值$0$,即$(0,0)$是$g(x,y)$的极小值点。
结合连续性判断
由于$f(x,y)$在$(0,0)$处连续,且当$(x,y) \to (0,0)$时,$f(x,y) \approx g(x,y)$,可知:
- $f(0,0) = \lim_{(x,y)\to(0,0)} f(x,y) = 0$(由连续性)。
- 在$(0,0)$附近,$f(x,y)$的值接近$g(x,y)$,而$g(x,y) \geq 0$,因此$f(x,y) \geq 0$在邻域内成立。
综上,$f(x,y)$在$(0,0)$处取得极小值。