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多元函数中的可微,是指全微分存在;可导是指偏导数存在。
全微分可以表示为:
与切平面方程对比:
可以清晰地看到,假设A点(x0,y0)与B点(x,y)向上作两条垂线与切平面相交M,N两点,其高度分部是z0和z,再将(z-z0)看作是dz,那么全微分就是M,N两点之间的高度差,也就是说,全微分就代表切平面上两点的高度差,如下图:
由以上分析,那么微分存在的前提就是切平面存在,而切平面存在就要求曲面上这一点每个方向的偏导数存在,如下图所示:
图1
如上图,结合二元函数的几何意义,切平面存在,必须要曲面上通过该点任何方向的曲线都具有切线,且这些切线都在同一个平面(切平面)上。也就是曲面上这一点的偏导数连续,也就是只有当偏导数连续的时候才能保证微分存在。
但是反过来,微分存在是不是一定要求偏导数连续呢?
由上式看到,只要x,y轴两个方向的偏导数在某一点存在的时候,微分就存在,所以由微分存在无法保证其它方向的偏导数存在,也就是无法保证偏导数连续,如下图。只要曲面上的某点x,y两个方向的偏导数存在就是可导。
偏导数的几何意义:
上图表示,在球面和柱面的交界处,偏导数肯定不连续。
简单说,就是:
1:当偏导数连续的时候,表示切平面存在,从而函数可微。
2:但反过来,可微不一定能推出偏导数连续。
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