领域的概念

日期: 2022-12-31 07:53 查看: 90 次

上册我们学习了一元函数微积分，所讨论的均是单变量函数，在现实生活中， 这样的情形则是少数，而大量的情况往往是多变量的变化，即一个变量需要依赖 于多个因素 (多个变量) 这种情况反映到数学上来即为多元函数问题. 由此而来 的是多元函数的微分和积分问题. 例如在一元函数中，如果 $\lim _{x \rightarrow x_0} f(x)=A$ ，当且 仅当 $\lim _{x \rightarrow x_0+} f(x)=\lim _{x \rightarrow x_0-} f(x)=A$ ，即当 $x \rightarrow x_0$ 时 $f(x)$ 的极限存在，只需要左极限和 右极限同时存在即可. 但对于二元函数来说，极限存在的要求更复杂. 本 节 将在 一元函数的基础上，讨论多元函数的极限与连续，我们将以二元函数为主要讨论 对象. 首先我们把直线上的邻域和区间的概念推广到平面区域上去，然后再探讨平 面区域上的二元函数的极限和连续的概念.

**平面上的集合 **

$\mathbf{R}^2=\mathbf{R} \times \mathbf{R}=\{(x, y) \mid x, y \in \mathbf{R}\}$ 表示 $x O y$ 坐标平面，
设 $M_1\left(x_1, y_1\right)$ 与 $M_2\left(x_2, y_2\right)$ 为 $x O y$ 平面上的两点，
则 $d=\sqrt{\left(x_2-x_1\right)^2+\left(y_2-y_1\right)^2}$ 表示 $M_1\left(x_1, y_1\right)$ 与 $M_2\left(x_2, y_2\right)$ 的距离.
坐标平面上具有某种性质的点的集合，称为平面点集，记作
$E=\{(x, y) \mid(x, y)$ 具有某种性质 $\}$ ，

设 $P_0\left(x_0, y_0\right)$ 是 $x O y$ 面上的一点， $\delta$ 是一个正数， $x O y$ 面上所有与点 $P_0$ 的距离 小于 $\delta$ 的点的集合，称为点 $P_0$ 的 $\delta$ 邻域，即

$$
U\left(P_0, \delta\right)=\left\{P \| P_0 P \mid<\delta\right\} ，
$$

或 $U\left(P_0, \delta\right)=\left\{(x, y) \| \sqrt{\left(x-x_0\right)^2+\left(y-y_0\right)^2} \mid<\delta\right\}$.
这是一个以 $P_0$ 为圆心， $\delta$ 为半径的圆的内部 (见图 6-1)， 所以 $P_0$ 又称为邻域的中心， $\delta$ 叫做邻域的半径；
同样可以定义平面上的去心邻域，即

$$
\stackrel{0}{U}\left(P_0, \delta\right)=\left\{(x, y) \| 0<\sqrt{\left(x-x_0\right)^2+\left(y-y_0\right)^2} \mid<\delta\right\} .
$$

在讨论问题时，如果不强调邻域的半径，点 $P_0$ 的邻域可以
简记为 $U\left(P_0\right)$.
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