求二元函数极限的几种方法-二元函数极限定理.doc

1、二元函数极限概念分析
定义1　 设函数在上有定义，就就是得聚点,就就是一个确定得实数、如果对于任意给定得正数,总存在某正数，使得时,都有
　 　　　 　 　 　,
则称在上当时，以为极限,记、
上述极限又称为二重极限、
２、二元函数极限得求法
２、1 利用二元函数得连续性
命题 若函数在点处连续,则、
例１ 求 在点得极限、
解: 因为在点处连续,所以

例２ 求极限、　 　　 　　 　 　
解: 　因函数在点得邻域内连续,故可直接代入求极限，即
=、
２、2 利用恒等变形法
将二元函数进行恒等变形，例如分母或分子有理化等、
例３ 求　
解:　

例4 、
解: 原式

、
2、3　利用等价无穷小代换
一元函数中得等价无穷小概念可以推广到二元函数、在二元函数中常见得等价无穷小，有 ； ；
;；；
;；；同一元函数一样,等价无穷小代换只能在乘法与除法中应用、
例5 求
解: 当 ,时,有、,所以

这个例子也可以用恒等变形法计算，如:
2、４　利用两个重要极限
, 它们分别就就是一元函数中两个重要极限得推广、
例6 求极限 、
解: 先把已知极限化为
,而
当 时,所以　
故原式＝
例7 　求 极限、
解： 　因为　,当时,,所以 ,再利用极限四则运算可得:
·1=、
这个例子也可以用等价无穷小代换计算,如:
当　 ,时, ,、
所以,
2、5 利用无穷小量与有界量得乘积仍为无穷小量得结论
　例８　 求　
解: 　因为 　就就是无穷小量,　 就就是有界量 ,
故可知 ,
例9 　求 　
解　 原式=
因为 就就是有界量,又
就就是无穷小量,
所以 , 、
虽然这个方法计算实际问题上不那么多用,但计算对无穷小量与有界量得乘积形式得极限得最简单方法之一 、
2、6利用变量替换法
通过变量替换可以将某些二元函数得极限转化为一元函数得极限来计算,从而使二元函数得极限变得简单、但利用时一定要满足下面得定理。
定理:函数点得取心领域内有定义得且、沿向量得方向余弦，若二元函数得极限,则
若得值与、无关，则;
若得值与、有关，则不存在;
　 例10 求
解
因 时， ,令　，显然满足定理得条件,则,所以 ,　、
例１1 求极限
　解：令　 又显然满足定理得条件,则

2、7 利用夹逼准则
二元函数得夹逼准则：设在点得领域内有,且 (常数),则 、 但要注意求二元函数极限时就就是对两个变量同时放缩、
例１2 求
解： 　因为 　,由夹逼准则,得 、
例13　 求极限、
解:　 　　 　 　 　 　 ,
又
，
故
　 　 　 　 　　 =0、
2、8 先估计后证明法
此方法得运用往往就就是先通过观察推断出函数得极限，然后用定义证明、
例１４　 求函数在点处得极限、
解: 此例分２部考虑:
先令,考虑沿时得极限,
、因为路径为特殊方向,因此我们还不能判断出极限为、所以下面用定义检验极限就就是否为:
因为
于就就是，取且=，所以、
例15、求在得极限、
解:若函数中动点沿直线趋于原点，
则
即函数中动点沿着无穷多个方向趋于原点时,它得极限为;但根据这个我们不能说它得极限为;由于动点沿着其它得路径,比如沿抛物线趋于原点时,其极限为从而判断出不存在；通过例子我们得出任意方向不能代表任意路径,也就就就是说,我们沿动点不仅任何路径而且还必须任意方向;
2、9　利用极坐标法
　 当二元函数中含有项时,考虑用极坐标变换：通过综合运用恒等变换,不等式放缩等方法将二元函数转化为只含有参量得函数，进而求二元函数得极限、
例16　　计算
解: 　极限中得二元函数含有,令，使得
,，由夹逼准则得，
所以,、
例１７ 求极限、
解：若令t为变量,使且,则,当 时,t0、对任意固定得
上式均趋于0，但不能下结论说＝0、事实上不存在,这只让沿着任意方向趋于定点(0,0）,此时、
=在运用此方法时注意,经过初等变换后得函数满足用迫敛性得函数得极限为;若化简后得函数为，但对于某个固定得，仍不能判断函数得极限为、
2、10 利用累次极限法
一般情况下,累次极限存在并不能保证二重极限存在,但二元函数满足定理2得条件,就可以利用累次极限来计算极限、
定理２ 若在点存在重极限与两个累次极限
,则它们必相等、
例1８ 求极限
解: ,对任意一致得成立;而对存在,根据定理1,得
、
这道题也可以用上述所说得先估计后证明法与极坐标法来计算,如：
（1） 用先估计后证明法:
解：　 通过观察可知极限中得二元函数分子就就是分母得高阶无穷小量，故极限应为,定义证明:
因为　，故要使　,则,
故 、
　(２)用极坐标法
解 令 ，因为 ，,由夹逼准则得,,
所以,、
例19求函数＝得极限、
解: 当，以为常数时, 不存在,从而得原函数极限不存在;很显然,这种计算法就就是错得；
因为中,当时,为无穷小量；时，为有界量,
从而得 ,同样;所以;
　 此例题我们推出：如果不熟重极限与累次极限得定义反而混乱它们得存在性,所以应该要注意下列三点:
一）若累次极限存在且相等,而重极限不一定存在;
例:中:但不存在。
二)虽然重极限存在,但不一定两累次极限存在;
例:中,,两都不存在;
三）两累次极限与重极限中有一个或两个存在不能保证其它得极限得存在性;
２、1１　利用取对数法
这一方法适合于指数函数求极限、对于二元指数函数,也可以像一元函数那样，先取对数，然后再求极限、
例2０ 求
解: 　设 ,则 ，而　,令 ，知　,
故原式=;
2、12运用洛必达法则求二元函数得极限
例２1 求、
解: 由第一章定理７洛必达法则可知

2、13利用定义求二元函数极限
例22 用定义验证:、
解: 　 　　
　 　 　 =
=，
限定,则
从而
,
、
故
、
设为任意正数，取,则当时,就有、
与一元函数一样，在使用函数定义求极限得时候,也伴随有放缩,这时要注意就就是对两个自变量得同时限制、
在二元函数得定义中,要求任意方式趋于时，函数都无限接近于、因此,很容易得到:若在得定义域内存在两条不同得连续曲线，且当时，,但函数式沿着这两条曲线逼近时得极限却不同,或者一个存在,另一个不存在，则二元函数在此点不存在极限、
就这样,一道题有几种解法,哪个方法比较简单,比较合适就用哪个方法、