平面点集#
- 圆邻域 $O(P_0, \delta)$($r(P_0, P) < \delta$)、方邻域 $K(P_0, \delta)$($|x - x_0| < \delta, |y - y_0| < \delta$),二者可不加区别。空心圆邻域、空心方邻域
- 内点(存在邻域在集合内),外点(存在邻域在集合外),边界点(任意邻域在集合内外),聚点(任意空心邻域有集合内元素)。
- 开集(所有点都是内点),闭集(所有聚点都在集合内),区域(连通的开集),闭区域(连通且所有点是内点或边界点)
平面点列极限#
- 点列极限:$P_n \to P_n ( n \to \infty)$
- 点列有界:$r(P_n, O) \le M$
- 柯西收敛原理:平面点列收敛充要于充分大的两点足够接近 $r(P_n, P_m) < \epsilon$
- 致密性定理:平面点列有界,则点列有收敛子列(先对 $x$ 取一次收敛子列,然后再对该收敛子列对 $y$ 取一次收敛子列)
- 矩形套定理:平面相互包含闭矩形序列极限为唯一一点(对各维运用区间套定理)
- 有限覆盖定理:
多元函数#
- 多元函数 $f: E \to \mathbb R, (x, y) \to u = f(x, y)$,自变量,因变量,函数值,定义域,值域
- 几何表示:空间点集 ${(x, y, f(x, y))}$
- (全面)极限:$\epsilon - \delta$ 语言,$\displaystyle \lim_{P \to P_0} f(P) = A$ 或者 $\displaystyle \lim_{x \to x_0 \atop y \to y_0} f(x, y) = A$
- 计算极限时,放大函数与 $\sqrt{x^2 + y^2}$ 或者 $|x|, |y|$ 相关,便于放缩
- 若能找到两条路径收敛于同一点的点列函数极限不相等,则二元函数在该点极限不存在
- 海涅定理:$\displaystyle \lim_{P \to P_0} f(P) = A$ 充要于 $O^*(P_0, \delta)$ 中任意满足收敛于 $P_0$ 的点列函数极限为 $A$
- 极限运算法则
- 局部有界性、局部保号性、极限唯一性等
- 累次极限:$\displaystyle \lim_{y \to y_0} \lim_{x \to x_0} f(x, y)$ 或者 $\displaystyle \lim_{x \to x_0} \lim_{y \to y_0} f(x, y)$
- 全面极限和累次极限的存在性无特定关系。
- 若两种累次极限都存在但是不相等,则全面极限必然不存在;若函数全面极限和累次极限都存在,那么三者必然相等
- 连续性:$\displaystyle \lim_{P \to P_0} f(P) = f(P_0)$
- 连续函数四则运算法则、复合运算法则
- 有界性定理:有界闭集连续函数必有界(反证法,无界则有无限子列,但是有界闭集有收敛子列,其函数值是构成有限子列,矛盾)
- 最值定理:有界闭集连续函数有最大值和最小值
- 一致连续性定理:同一距离 $\delta$ 内任意两点函数中差距很小 $< \epsilon$
- 介值定理:区域连续函数内若有两点值为 $f(P_1), f(P_2)$,则区域内任意必存在其他点值在 $(f(P_1), f(P_2))$ 之间(两点连一条线,线上的点是连续的,转换成一维介值定理)