1. 检验结论 ①:原点一阶偏导数(正确)
固定 y=0,自变量沿 x 轴趋近,按定义计算偏导数:
fx′(0,0)=x→0limxf(x,0)−f(0,0)=x→0limxx−0=1.
故 ① 正确。
(由对称性,同理可得 fy′(0,0)=y→0limyf(0,y)−f(0,0)=y→0limyy−0=1。)
2. 检验结论 ③:全路径重极限(正确)
分解趋近路径:
- 沿象限内部路径(xy=0):x→0y→0limxy=0;
- 沿 x 轴路径(y=0):x→0limx=0;
- 沿 y 轴路径(x=0):y→0limy=0;
- 沿任意混合或震荡路径(如螺线):
在原点的去心邻域内,函数值恒满足 ∣f(x,y)∣≤max(∣xy∣,∣x∣,∣y∣)。
当 (x,y)→(0,0) 时,max(∣xy∣,∣x∣,∣y∣)→0。由夹逼定理知,对任意趋近方式均有:
(x,y)→(0,0)limf(x,y)=0.
故 ③ 正确。
3. 检验结论 ④:累次极限的路径约束机理(正确)
累次极限的运算结构为:
y→0limx→0limf(x,y)=y→0lim[x→0limf(x,y)].
- 最外层极限 y→0lim 表明 y→0 且 y=0;
- 在求解内层极限 x→0limf(x,y) 时,y 是一个固定的非零常数。由于内层极限要求自变量 x→0 且 x=0,因此动点 (x,y) 严格满足 xy=0;
- 故在内层极限过程中只能选取第一段表达式 f(x,y)=xy:
x→0x=0limf(x,y)=x→0limxy=0(y=0).
- 将内层极限值 0 代入外层极限:
y→0lim0=0.
故 ④ 正确。
4. 检验结论 ②:二阶混合偏导数的定义展开(错误)
按二阶偏导数定义展开:
fxy′′(0,0)=∂y∂fx′(0,0)=y→0limyfx′(0,y)−fx′(0,0).
为此需计算在 y=0 时 fx′(0,y) 的值:
fx′(0,y)=x→0limxf(x,y)−f(0,y).
此时 y=0 且 x→0(x=0),函数只能取 xy 表达式;而在点 (0,y) 处,因横坐标为 0,函数取 f(0,y)=y:
fx′(0,y)=x→0limxxy−y=x→0lim(y−xy).
因 y=0 且为常数,当 x→0 时 xy→∞:
fx′(0,y)⟹极限不存在!
既然在 y 轴非原点处 fx′(0,y) 根本不存在,则差商 yfx′(0,y)−fx′(0,0) 无意义,从而 fxy′′(0,0) 不存在!结论 ② 错误。
综上所述,正确的结论为 ①、③、④ 共 3 个,正确选项为 (B)。
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