6. 已知函数f(x,y)在点(0,0)的某个邻域内连续,且lim_(x to 0 cdot y to 0) (f(x,y))/(1-cos(x^2)+y^(2))=-1,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. 无法判断点(0,0)是否为f(x,y)的极值点
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. 无法判断点(0,0)是否为f(x,y)的极值点
题目解答
答案
解析
本题主要考察二元函数极值的判定,关键是利用极限条件分析函数$f(x,y)$在点$(0,0)$附近的取值符号,进而判断极值类型。
步骤1:等价无穷小替换简化极限条件
当$t \to 0$时,$1 - \cos t \sim \frac{1}{2}t^2$。令$t = x^2 + y^2$,则当$x \to 0,y \to 0$时,$t \to 0$,故:
$1 - \cos(x^2 + y^2) \sim \frac{1}{2}(x^2 + y^2)^2$
已知$\lim_{x \to 0,y \to 0} \frac{f(x,y)}{1 - \cos(x^2 + y^2)} = -1$,根据极限的等价无穷小性质,可得:
$f(x,y) \sim -1 \cdot \frac{1}{2}(x^2 + y^2)^2 = -\frac{1}{2}(x^2 + y^2)^2 \quad (x \to 0,y \to 0)$
步骤2:分析$f(x,y)$在$(0,0)$附近的符号
对于$(0,0)$的去心邻域内的任意点$(x,y)$,$(x^2 + y^2)^2 > 0$,故:
$f(x,y) \approx -\frac{1}{2}(x^2 + y^2)^2 < 0$
而$f(0,0)$因函数连续,$\lim_{x \to 0,y \to 0}f(x,y) = f(0,0) = 0$(极限存在且等于函数值)。
步骤3:判定极值类型
根据极大值定义:若存在$(0,0)$的某个邻域,使得对该邻域内任意$(x,y) \neq (0,0)$,都有$f(x,y) < f(0,0)$,则$(0,0)$是极大值点。
此处$f(x,y) < 0 = f(0,0)$满足上述条件,故$(0,0)$是$f(x,y)$的极大值点。