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[科普中国]-累次极限

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与一元函数的极限相类似,二元函数的极限同样是二元函数微积分的基础。但因自变量个数的增多,导致二元函数的极限要比一元函数的极限复杂很多。求累次极限实质上是求两次一元函数的极限,因此,累次极限又称二次极限。需要注意的是:累次极限与重极限是两个不同的概念,它们的存在性没有必然的蕴含关系。

定义和例子定义1设 轴、 轴上的投影分别为 ,即

分别是 的聚点。若对每一个 ,存在极限 ,它一般与 有关,故记作

如果进一步还存在极限

则称此极限 先对 ,后对累次极限1,记作

类似地可以定义先对 后对 的累次极限

对于两个自变量 同时以任何方式趋于 ,即

这种极限也称为重极限

累次极限与重极限是两个不同的概念,它们的存在性没有必然的蕴含关系。下面两个例子将说明这一点。

例1设 ,它关于原点的两个累次极限分别为

当沿斜率不同的直线 ,容易验证所得极限也不同。因此该函数的重极限不存在。

例2设 ,它关于原点的两个累次极限都不存在。这是因为对任何 ,当 的第二项不存在极限。同理,对任何 ,当 的第一项也不存在极限。但是由于

的重极限存在,且

重极限与累次极限之间的联系定理1若 在点 存在重极限

与累次极限

则它们必相等。

推论1若累次极限

和重极限

都存在,则三者相等。

推论2若累次极限

存在但不相等,则重极限 必不存在。

定理1保证了在重极限与一个累次极限都存在时,它们必相等,但它们对另一个累次极限的存在性却得不出什么结论。

本词条内容贡献者为:

孙和军 - 副教授 - 南京理工大学