多元函数在一点处偏导数存在,则在该点处连续。A. 正确B. 错误
- A. 正确
- B. 错误
题目解答
答案
解析
考查要点:本题主要考查多元函数偏导数存在与连续性之间的关系,明确两者之间的逻辑联系。
核心思路:在一元函数中,导数存在必然连续,但多元函数中偏导数存在并不能保证函数在该点连续。关键在于理解偏导数仅反映函数在坐标轴方向上的变化率,而连续性要求函数在所有方向的极限均等于函数值。因此,偏导数存在时,其他方向的极限可能不满足连续性的条件。
破题关键:通过构造反例说明偏导数存在但函数不连续的情况,从而否定原命题。
反例构造:
定义二元函数 $f(x,y)$ 如下:
$f(x,y) =
\begin{cases}0, & \text{若 } x \neq y \text{ 或 } (x,y) = (0,0), \\1, & \text{若 } x = y \neq 0.\end{cases}$
验证偏导数存在:
-
计算 $f_x(0,0)$:
根据偏导数定义:
$f_x(0,0) = \lim_{h \to 0} \frac{f(h,0) - f(0,0)}{h} = \lim_{h \to 0} \frac{0 - 0}{h} = 0.$ -
计算 $f_y(0,0)$:
同理:
$f_y(0,0) = \lim_{h \to 0} \frac{f(0,h) - f(0,0)}{h} = \lim_{h \to 0} \frac{0 - 0}{h} = 0.$
验证不连续:
沿直线 $y = x$ 趋近于 $(0,0)$:
$\lim_{(x,y) \to (0,0)} f(x,y) = \lim_{x \to 0} f(x,x) = \lim_{x \to 0} 1 = 1 \neq f(0,0) = 0.$
因此,$f(x,y)$ 在 $(0,0)$ 处不连续。
结论:存在偏导数存在但函数不连续的情况,原命题错误。