反對 @馬同學 的高贊答案,圖示很好,結論也是對的,但是如果我沒會錯意的話,推導部分存在邏輯錯誤,至少是不嚴謹。
首先函式連續等價於f (x,y)=f(x0,y0)+ο(Δx)就錯了,但這應該只是個小筆誤。
我貼出兩種方法證明“若f(x,y)在A點其中一個偏導數連續,另一個偏導數存在,則f(x,y)在該點可微”的證明,第一張是高贊答案的推導,第二張是正確的推導(字醜見諒)。為了更加清楚,我特意把高階無窮小量一律寫成無窮小乘相應低階量的形式,注意兩個推導的區別。
高贊答案的推導直接從一元函式微分的定義出發,認為f(C)-f(B)=fy(B)Δy+ο(Δy),然而這是在取定B點,f(x0+Δx,y)僅是關於y的一元函式的情況下成立的。後面當(Δx,Δy)→(0,0)時,卻不加證明地認為上式中的ο(Δy)在該極限過程中依然是Δy的高階無窮小,混淆了無窮小量的不同極限過程,或者更具體地說,未加任何說明就認為有lim[f(x,y)-f(x,y0)]/(y-y0)-fy(x,y0)=limlim[f(x,y)-f(x,y0)]/(y-y0)-fy(x,y0)=0,這是沒有道理的。
事實上可以看出,方法一的推導過程中實際並沒有用到“fy在A點連續”這一條件,而是隻用到了更弱的條件“fy(x,y0)作為x的一元函式在點A處連續”,這減弱後的條件依然能保證fy(B)=fy(A)+ο(1),也就是高贊答案中說的,“因為fy連續,所以fy(B)和fy(A)相差不大”。(實際上,起作用的是fy(D)和fy(A)“相差不大”,而不是fy(B))。若其推導成立,則減弱後的命題自然也應成立,然而這減弱後的命題是錯誤的:例如函式f(x,y)=xy^2/(x^2+y^4),(x,y)≠(0,0);f(0,0)=0,這函式在(0,0)處fx和fy都存在,fy(x,0)在x=0處連續,然而這函式卻在(0,0)不可微,甚至不連續,這正是因為fy作為二元函式在(0,0)點不連續的緣故。
反對 @馬同學 的高贊答案,圖示很好,結論也是對的,但是如果我沒會錯意的話,推導部分存在邏輯錯誤,至少是不嚴謹。
首先函式連續等價於f (x,y)=f(x0,y0)+ο(Δx)就錯了,但這應該只是個小筆誤。
我貼出兩種方法證明“若f(x,y)在A點其中一個偏導數連續,另一個偏導數存在,則f(x,y)在該點可微”的證明,第一張是高贊答案的推導,第二張是正確的推導(字醜見諒)。為了更加清楚,我特意把高階無窮小量一律寫成無窮小乘相應低階量的形式,注意兩個推導的區別。
高贊答案的推導直接從一元函式微分的定義出發,認為f(C)-f(B)=fy(B)Δy+ο(Δy),然而這是在取定B點,f(x0+Δx,y)僅是關於y的一元函式的情況下成立的。後面當(Δx,Δy)→(0,0)時,卻不加證明地認為上式中的ο(Δy)在該極限過程中依然是Δy的高階無窮小,混淆了無窮小量的不同極限過程,或者更具體地說,未加任何說明就認為有lim[f(x,y)-f(x,y0)]/(y-y0)-fy(x,y0)=limlim[f(x,y)-f(x,y0)]/(y-y0)-fy(x,y0)=0,這是沒有道理的。
事實上可以看出,方法一的推導過程中實際並沒有用到“fy在A點連續”這一條件,而是隻用到了更弱的條件“fy(x,y0)作為x的一元函式在點A處連續”,這減弱後的條件依然能保證fy(B)=fy(A)+ο(1),也就是高贊答案中說的,“因為fy連續,所以fy(B)和fy(A)相差不大”。(實際上,起作用的是fy(D)和fy(A)“相差不大”,而不是fy(B))。若其推導成立,則減弱後的命題自然也應成立,然而這減弱後的命題是錯誤的:例如函式f(x,y)=xy^2/(x^2+y^4),(x,y)≠(0,0);f(0,0)=0,這函式在(0,0)處fx和fy都存在,fy(x,0)在x=0處連續,然而這函式卻在(0,0)不可微,甚至不連續,這正是因為fy作為二元函式在(0,0)點不連續的緣故。