[微積] 多變函數的可微性(differentiability)

看板Math作者 (PE)時間9年前 (2015/04/14 14:49), 9年前編輯推噓4(4030)
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剛讀了以下資料,仍不太懂可微性的意思。 (1)James Stewart Calculus 7th edition 的可微性定理與Appendix F的證明: If the partial derivatives fx and fy exist near (a,b) and are continuous at (a,b), then f is differentiable at (a,b). (2)朱樺教授的微積分講義: 若在(a,b)附近 fx 及 fy 存在,且均在(a,b)連續,則 f 在(a,b)可微。 (3)三份Google到的 PDF 原文講義: http://faculty.atu.edu/mfinan/2934/cal148.pdf http://math.msu.edu/~gnagy/teaching/11-fall/mth234/L15-234.pdf https://math.feld.cvut.cz/vivi/MA3class2.pdf 以朱樺教授的可微性定理中文版來看,有沒有可能存在一種函數,使得儘管 在(a,b)附近 fx 及 fy存在,且均在(a,b)連續,但卻在對另一種座標系而 言(例如旋轉45度的x',y'),在同一點(x,y)=(a,b)附近,fx' 及 fy' 至少 有一不存在或不連續? ----------------- 我們在說明可微性(differentiability)時,其原意是能在該點上找到良好近似的 切平面。然而以可微性的充分條件—「在(a,b)附近 fx 及 fy 存在,且均在(a,b) 連續」而言,它隱約給我一種感覺,好像是說,沿著 x=a 往 (a,b) 靠近的路上皆 可偏微,行經路徑都很平滑(smooth),並且沿著 y=b 往 (a,b) 靠近的路上也是如 此,然後就此保證前往 (a,b) 的「其他條路」也都十分平滑,亦即 f 在 (a,b) 可微。 所以我的問題大致有三種表達方式: 1.以朱樺教授的可微性定理中文版來看,有沒有可能存在一種函數,使得儘管在(a,b) 附近 fx 及 fy存在,且均在(a,b)連續,但卻在對另一種座標系而言(例如旋轉45度 的x',y'),在同一點(x,y)=(a,b)附近,fx' 及 fy' 至少有一不存在或不連續? 2.有辦法證明以下命題嗎? 設(x',y')為(x,y)座標系旋轉某一角度後的座標系。在(a,b)附近 fx 及 fy 存在, 且均在(a,b)連續,若且唯若,在(x,y)=(a,b)附近 fx' 及 fy' 存在,且均在該點 連續。 3.如果我以下解讀無誤的話, 「在(a,b)附近 fx 及 fy存在,且均在(a,b)連續」: 沿著 x=a 往 (a,b) 靠近的路上皆可偏微,行經路徑都很平滑(smooth),並且 沿著 y=b 往 (a,b) 靠近的路上也是如此。 那麼, 「在(a,b)附近 fx 及 fy存在,且均在(a,b)連續」是否就能保證,前往(a,b)的 路徑也都是平滑,亦即皆可偏微? 抱歉..我可能表達得不太清楚,很感謝你看完我的問題! -- ※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc), 來自: 117.19.19.133 ※ 文章網址: https://www.ptt.cc/bbs/Math/M.1428994141.A.F17.html ※ 編輯: Philethan (117.19.19.133), 04/14/2015 14:54:33

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他說附近是指 有個包含(a,b) 的open set U, 使得
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f_x, f_y 在U裡面都存在且連續 所以你轉軸其實是沒
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差的(或是那個轉換是一次微分連續)
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一次微分本身就是一個線性化的過程 在(a,b)附近
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用某個切平面逼近,而張開那個切平面的向量剛好是
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(f_x,f_y)
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原始可微分的定義是存在一個線性轉換 始得
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f(x+h)-f(x)-T(x)h=o(h) (假設那個轉換叫T)
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而這個定理的條件被稱作 C^1 ,也就是說這個定理說
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明的是 C^1函數是可以微分的
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由於微分的定義就包含極限 所以所有的路徑都已經被
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考慮在其中
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感謝jacky7987大大!好像有比較懂了,「(a,b)附近是
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指包含(a,b)的開集合」好像是關鍵,我再想一下,非
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常感謝~~
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(2)的部份並不是在講可微的定義 而是給出可微的
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一個充份非必要條件
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yuyu大是說朱樺老師那點嗎?其實我也很好奇有沒有可
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微但充份條件不成立的例子..
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x^2sin(1/x) 就是了
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at x=0 是可微分 但是微分函數不是連續
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其實你可以定的更廣 不一定要是內點 只要是聚點
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因為內點提供了n維度個方向 確保了微分(線性變換)
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的唯一性
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以上如果妳看起來不舒服先不用管XDD 先理解最初優先
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(1)和(2)不是一模一樣嗎?
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直觀上,多變數函數的可微性要求的是
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a) 每個方向導數都存在
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b) 任意方向導數都可以寫成 f_x 和 f_y 的線性組合
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然後條件(b)等價於 f_x, f_y 連續
04/15 03:09, 30F

04/15 11:45, , 31F
to znmkhxrw大大:嗯....不太懂什麼是內點聚點XD
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內點: 存在一鄰域(含該點之開集合)整個包含在所論集
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04/15 13:04, , 33F
合中.
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04/15 13:06, , 34F
聚點: 該點之每一鄰域都含有所論集之無窮個點.
04/15 13:06, 34F
文章代碼(AID): #1LBBXTyN (Math)
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