[题目]讨论函数 (x,y)=((x)^3+(y)^3)/((x)^2+y) 在(0,0)-|||-处的重极限与累次极限

题目解答
答案

解析
考查要点:本题主要考查二元函数在某点的重极限与累次极限是否存在,以及两者之间的关系。
解题核心思路:
- 重极限是否存在:需要判断当点$(x,y)$沿任意路径趋近于$(0,0)$时,函数值是否趋于同一极限。若存在不同路径导致不同极限,则重极限不存在。
- 累次极限是否存在:需分别计算先固定$x$让$y \to 0$,再让$x \to 0$(或反之)的过程,判断结果是否一致。
破题关键点:
- 构造不同路径:通过选择特定路径(如$y = -x$、$y = x^3 - x^2$),验证极限值是否唯一。
- 分步计算累次极限:注意累次极限的顺序对结果的影响。
1. 判断重极限是否存在
路径1:沿$y = -x$趋近
将$y = -x$代入函数:
$f(x, -x) = \frac{x^3 + (-x)^3}{x^2 + (-x)} = \frac{0}{x^2 - x} = 0$
当$x \to \infty$时,极限为:
$\lim_{x \to \infty} 0 = 0$
路径2:沿$y = x^3 - x^2$趋近
将$y = x^3 - x^2$代入函数:
$f(x, x^3 - x^2) = \frac{x^3 + (x^3 - x^2)^3}{x^2 + (x^3 - x^2)} = \frac{x^3 + x^9 - 3x^8 + 3x^7 - x^6}{x^3}$
化简后分子为$x^9 - 3x^8 + 3x^7 - x^6 + x^3$,分母为$x^3$,故:
$\frac{x^9 - 3x^8 + 3x^7 - x^6 + x^3}{x^3} = x^6 - 3x^5 + 3x^4 - x^3 + 1$
当$x \to 0$时,极限为:
$\lim_{x \to 0} (x^6 - 3x^5 + 3x^4 - x^3 + 1) = 1$
结论:沿不同路径趋近于$(0,0)$时,极限值分别为$0$和$1$,故重极限不存在。
2. 计算累次极限
先固定$x$,令$y \to 0$,再令$x \to 0$
$\lim_{y \to 0} f(x, y) = \lim_{y \to 0} \frac{x^3 + y^3}{x^2 + y} = \frac{x^3}{x^2} = x$
再对$x$取极限:
$\lim_{x \to 0} x = 0$
先固定$y$,令$x \to 0$,再令$y \to 0$
$\lim_{x \to 0} f(x, y) = \lim_{x \to 0} \frac{x^3 + y^3}{x^2 + y} = \frac{y^3}{y} = y$
再对$y$取极限:
$\lim_{y \to 0} y = 0$
结论:两种累次极限均为$0$,故累次极限存在且等于$0$。