高等數(shù)學(xué)(同濟(jì)大學(xué))課件下第89二元泰勒公式.ppt

,*第九節(jié),一、二元函數(shù)泰勒公式,二、極值充分條件的證明,機(jī)動(dòng) 目錄 上頁(yè) 下頁(yè) 返回 結(jié)束,二元函數(shù)的泰勒公式,,第八章,一、二元函數(shù)的泰勒公式,一元函數(shù),的泰勒公式:,推廣,多元函數(shù)泰勒公式,,機(jī)動(dòng) 目錄 上頁(yè) 下頁(yè) 返回 結(jié)束,記號(hào),(設(shè)下面涉及的偏導(dǎo)數(shù)連續(xù)):,一般地,,機(jī)動(dòng) 目錄 上頁(yè) 下頁(yè) 返回 結(jié)束,,,表示,表示,定理1.,的某一鄰域內(nèi)有直,到 n + 1 階連續(xù)偏導(dǎo)數(shù) ,,為此鄰域內(nèi)任,一點(diǎn),,則有,其中,①,②,① 稱為f 在點(diǎn)(x0 , y0 )的 n 階泰勒公式,,②稱為其拉格,朗日型余項(xiàng) .,機(jī)動(dòng) 目錄 上頁(yè) 下頁(yè) 返回 結(jié)束,證: 令,則,利用多元復(fù)合函數(shù)求導(dǎo)法則可得:,機(jī)動(dòng) 目錄 上頁(yè) 下頁(yè) 返回 結(jié)束,一般地,,由,的麥克勞林公式, 得,將前述導(dǎo)數(shù)公式代入即得二元函數(shù)泰勒公式.,機(jī)動(dòng) 目錄 上頁(yè) 下頁(yè) 返回 結(jié)束,,說(shuō)明:,(1) 余項(xiàng)估計(jì)式.,因 f 的各 n+1 階偏導(dǎo)數(shù)連續(xù),,在某閉,鄰域其絕對(duì)值必有上界 M ,,則有,,機(jī)動(dòng) 目錄 上頁(yè) 下頁(yè) 返回 結(jié)束,(2) 當(dāng) n = 0 時(shí), 得二元函數(shù)的拉格朗日中值公式:,(3) 若函數(shù),在區(qū)域D 上的兩個(gè)一階偏導(dǎo)數(shù),恒為零,,由中值公式可知在該區(qū)域上,機(jī)動(dòng) 目錄 上頁(yè) 下頁(yè) 返回 結(jié)束,例1. 求函數(shù),解:,的三階泰,勒公式.,因此,,機(jī)動(dòng) 目錄 上頁(yè) 下頁(yè) 返回 結(jié)束,其中,,機(jī)動(dòng) 目錄 上頁(yè) 下頁(yè) 返回 結(jié)束,時(shí), 具有極值,二、極值充分條件的證明,的某鄰域內(nèi)具有一階和二階連續(xù)偏導(dǎo)數(shù), 且,令,則: 1) 當(dāng),A 0 時(shí)取極大值;,A 0 時(shí)取極小值.,2) 當(dāng),3) 當(dāng),時(shí), 沒(méi)有極值.,時(shí), 不能確定 , 需另行討論.,若函數(shù),,定理2 (充分條件),機(jī)動(dòng) 目錄 上頁(yè) 下頁(yè) 返回 結(jié)束,證: 由二元函數(shù)的泰勒公式, 并注意,則有,所以,機(jī)動(dòng) 目錄 上頁(yè) 下頁(yè) 返回 結(jié)束,其中? , ? , ? 是當(dāng)h →0 , k →0 時(shí)的無(wú)窮小量 ,,于是,(1) 當(dāng) AC－B2 ＞0 時(shí),,必有 A≠0 , 且 A 與C 同號(hào),,可見 ,,從而△z＞0 ,,,因此,機(jī)動(dòng) 目錄 上頁(yè) 下頁(yè) 返回 結(jié)束,,,,從而 △z＜0,,(2) 當(dāng) AC－B2 ＜0 時(shí),,若A , C不全為零, 無(wú)妨設(shè) A≠0,,則,時(shí), 有,異號(hào);,同號(hào).,可見 △z 在 (x0 , y0) 鄰近有正有負(fù),,機(jī)動(dòng) 目錄 上頁(yè) 下頁(yè) 返回 結(jié)束,+,+,,－,,若 A＝C ＝0 ,,則必有 B≠0 ,,不妨設(shè) B＞0 ,,此時(shí),,可見 △z 在 (x0 , y0) 鄰近有正有負(fù),,,(3) 當(dāng)AC－B2 ＝0 時(shí),,若 A≠0,,則,若 A＝0 ,,則 B＝0 ,,,為零或非零,機(jī)動(dòng) 目錄 上頁(yè) 下頁(yè) 返回 結(jié)束,此時(shí),因此,作業(yè) P67 1 , 3 , 4 , 5,第十節(jié) 目錄 上頁(yè) 下頁(yè) 返回 結(jié)束,不能斷定 (x0 , y0) 是否為極值點(diǎn) .,