§8.1(续)二元函数的极限方法与连续性


一、二元函数求极限的方法

方法1:转化为一元函数极限

通过变量替换或等价无穷小,将二元极限转化为一元极限。

例1

,当 ,原式

例2

,原式

方法2:夹逼准则(重要考点)

核心思路:预先通过某些途径算出极限值 ,再证明

例3

故极限


二、求二元函数极限的两种常见错误 ⚠️

错误1:盲目使用极坐标代换

,错误地认为:

反例,极坐标化为

但实际上沿 趋于

变化,极限不存在!极坐标法失效。

问题根源 可以变化(不固定), 的依赖性可能掩盖极限的不存在性。

另一反例,极坐标得 0,但沿

错误2:用二次累次极限代替二重极限

错误地认为:

重要结论:二重极限与二次累次极限是不同概念。但若三者都存在,则必相等

实际作用:在用夹逼准则时,可先通过二次极限猜出极限值


三、二元函数的连续性

定义

的某邻域内有定义,若:

则称 连续

等价形式(增量形式)

区域上的连续性

  • 内每一点连续 → 内连续
  • 在边界点上也连续 → 是闭区域上的连续函数

四、与一元函数连续的相同点

1. 运算性质

连续函数的和、差、积、商(分母不为零)以及复合函数仍连续。

2. 多元初等函数

由常数及不同自变量的一元基本初等函数,经有限次四则运算和复合运算得到,在其定义区域内均是连续的。

重要推论:多元初等函数在定义区域内任意点处的极限值 = 函数值

3. 有界闭区域上连续函数的性质

在有界闭区域 上连续,则:

定理内容
有界性定理 上有界
最值定理 上可取到最大值 和最小值
介值定理 可取到介于 之间的任何值

五、典型例题

例4(含参变限积分)

分析:令 ,原式 , 洛必达:

例5(证连续性)

证明 在原点连续:

,连续。

例6(讨论连续性)

讨论 上的连续性:

  • :由初等函数连续性,在 处连续
  • ,也连续

关键词汇总

方法/概念要点
化为一元极限变量替换 ,等价无穷小
夹逼准则先猜到 ,证
极坐标错误 可随 变化,不能仅证 有相同极限
累次极限≠ 二重极限;都存在则必相等
连续定义
多元初等函数定义区域内连续,极限 = 函数值
闭区域连续性质有界性 + 最值 + 介值