单选题(共10题,20.0分) 4.(2.0分)若函数f(x,y)在点(a,b)处的两个偏导数均存在,则:A. f(x,y)在(a,b)处一定连续B. f(x,y)在(a,b)处可能不可微C. f(x,y)在(a,b)处一定可微D. 以上均不正确
A. f(x,y)在(a,b)处一定连续
B. f(x,y)在(a,b)处可能不可微
C. f(x,y)在(a,b)处一定可微
D. 以上均不正确
题目解答
答案
解析
本题考查多元函数偏导数存在、连续与可微之间的关系。解题思路是明确这几个概念之间的逻辑联系,然后根据这些联系来判断每个选项的正确性。
选项A分析
偏导数存在并不能保证函数在该点连续。偏导数存在只能说明函数在某一方向上的变化率存在,但不能反映函数在该点附近的整体变化情况。例如函数
$f(x,y)=\begin{cases}\frac{xy}{x^{2}+y^{2}},(x,y)\neq(0,0)\\0,(x,y)=(0,0)\end{cases}$
在点$(0,0)$处,根据偏导数的定义求$f_x(0,0)$:
$f_x(0,0)=\lim\limits_{\Delta x \to 0}\frac{f(0 + \Delta x,0)-f(0,0)}{\Delta x}=\lim\limits_{\Delta x \to 0}\frac{\frac{\Delta x\cdot0}{\Delta x^{2}+0^{2}} - 0}{\Delta x}=0$
同理可得$f_y(0,0)=0$,即函数在$(0,0)$处两个偏导数都存在。
但当$(x,y)$沿$y = kx$趋近于$(0,0)$时,$\lim\limits_{(x,y)\to(0,0)}ff(x,y)=\lim\limits_{x\to0}\frac{x\cdot kx}{x^{2}+(kx)^{2}}=\frac{k}{1 + k^{2}}$,极限值与$k$有关,所以$\lim\limits_{(x,y)\to(0,0)}f(x,y)$不存在,函数在$(0,0)$处不连续。因此选项A错误。
选项B分析
函数在某点偏导数存在,只是可微的必要条件而非充分条件。也就是说,偏导数存在时,函数有可能不可微。由上述例子可知,函数在$(0,0)$处偏导数存在,但不连续,而可微的函数一定连续,所以该函数在$(0,0)$处不可微,这就说明函数在某点偏导数存在时,可能不可微,选项B正确。
选项C分析
如前面所举例子,函数在某点偏导数存在不能推出函数在该点可微,所以选项C错误。
选项D分析
因为选项B正确,所以选项D错误。