• 2 odgovora
  • 4.792 pregleda
Funkcije vise promenljivih 21.09.2006. u 22:38 · pre 244 meseci #1
Ako je funkcija u=f(x1,x2,...,xm) diferencijabilna u tacki M(x1,x2,...,xm), kako dokazati da je ona neprekidna u toj tacki?
Re: Funkcije vise promenljivih 22.09.2006. u 02:27 · pre 244 meseci #2
_________________________
Kazemo da je funkcija f:X\rightarrow\mathbb{R}^n, X\subset\mathbb{R}^m diferencijabilna u tocki (x_1,x_2,...,x_m)\in X (oznacit cu je krace s x_0 a ne s M ), ako postoje:
a) linearni operator "df(x_0)":\mathbb{R}^m\rightarrow\mathbb{R}^n i
b) neka funkcija r:\mathbb{R}^m\rightarrow\mathbb{R}^n, sa svojstvom: \lim_{x\rightarrow x_0}\frac{r(x-x_0)}{||x-x_0||}=(0,...,0)\in\mathbb{R}^n (oznacimo je krace samo s 0),

takvi da vrijedi:
f(x)=f(x_0)+df(x_0)(x-x_0)+r(x-x_0)
________________________

Kako je po pretpostavci f diferencijabilna u x_0, to za neki x=x_0+\Delta x, vrijedi:
(*) f(x)=f(x_0)+df(x_0)(\Delta x)+r(\Delta x) i
(***)\lim_{\Delta x\rightarrow 0}\frac{r(\Delta x)}{||\Delta x||}=0.

(*****)Treba pokazati da je f neprekidna u x_0, tj treba pokazati da su sve tri funkcije s desne strane gornje jednakosti neprekidne u x_0. Pa jer je zbroj neprekidnih funkcija, neprekidna funkcija, zakljucit cemo da je onda i f, kao njihov zbroj, neprekidna u x_0:

1) Najprije imamo konstantnu funkciju f(x_0). Ona je neprekidna u x_0 jer su konstante neprekidne funkcije.

2) linearni operatori su neprekidne funkcije (dokazuje se tako sto se pokaze da svaki linearni operator ima Lipshitzovo svojstvo, pogledaj negdje medju teoremima), pa je i linearni operator df(x_0) neprekidan.

3)Da bismo pokazali da je r neprekidna u x_0, pozvat cemo se na karakterizaciju neprekidnosti pomocu limesa, tj:

(****) r je neprekidna u x_0 akko je \lim_{\Delta x\rightarrow0}r(x)=r(x_0).

Pokazimo to:

Najprije, uvrstimo li u (*) x=x_0, imat cemo:
f(x_0)=f(x_0)+df(x_0)(0)+r(0). Iz ovog, i zbog poznate cinjenice da svaki linearni operator nulu preslikava u nulu tj df(x_0)(0)=0, slijedi da je

(**) r(0)=0 (ne zaboravimo da je ova nula zapravo (0,...,0))

Sada zbog (***), prema definiciji granicne vrijednosti, vrijedi:
(\forall \epsilon >0)(\exists\delta >0), t. da cim je ||\Delta x||<\delta \Rightarrow ||\frac{r(\Delta x)}{||\Delta x||}-0||<\epsilon \Rightarrow\frac{||r(\Delta x)||}{|| \Delta x||}<\epsilon \Rightarrow ||r(\Delta x)||< \epsilon ||\Delta x||.
No  ||r(\Delta x)||< \epsilon ||\Delta x||, na osnovu gornjeg mozemo interpretirati ovako:
(\forall \epsilon_1 \equiv \epsilon || \Delta x|| >0)(\exists\delta >0), t. da cim je ||\Delta x||<\delta \Rightarrow || ||r(\Delta x)||-0||<\epsilon_1 \Rightarrow \lim_{\Delta x\rightarrow0}||r(\Delta x)||=0

Kako je norma neprekidna, to limes i norma mogu komutirati pa zadnje mozemo pisati kao:
||\lim_{\Delta x\rightarrow0}r(\Delta x)||=0 (ova nula je obicna nula iz skupa \mathbb{R}, jer je to vrijednost norme )

iz cega slijedi da je

\lim_{\Delta x\rightarrow0}r(\Delta x)=0 , (ova nula je pak (0,...,0) ) sto zbog (**) mozemo pisati kao:

\lim_{\Delta x\rightarrow0}r(\Delta x)=r(0)

pa prema (****) zakljucujemo da je r neprekidna u x_0.

I na kraju zbog recenoga u (*****) zakljucujemo da je f neprekidna u x_0


Eto, a mozda moze i jednostavnije, ali jbga ja volim kad je sve jasno..
Potpis
while(sleeping) cat_wails(); wake_up(); for(int i=0;i<9;i++) shoot_cat(); rejoice();
goto(bed);
Prijavite se da biste odgovorili u ovoj temi.PrijavaRegistracija

Premeštanje teme