Тема . Математический анализ

.05 Дифференцируемость функций многих переменных.

Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела математический анализ
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#57417

Доказать более простую версию следствия из теоремы о среднем для многомерных функций:

Если функция     n
f : ℝ → ℝ  - дифференцируема всюду в некотором шаре       n
B ⊂ ℝ  , и в любой точке x ∈ B  производная f ′(x)  равна 0 (т.е. линейное отображение L (x)  из определения производной - нулевое, то есть задаётся нулевой матрицей). Тогда f(x) = c  - во всех точках x ∈ B  . То есть f  постоянна в шаре B  .

Показать ответ и решение

Раз нам дано, что f′(x) = 0  для любой точки x ∈ B  , то это означает, что линейное отображение L (x ) = 0  в каждой точке x  (где L(x)  это такое отображение, что f(x+  h)− f(x) = L(x)(h)+  ¯o(h )  при h →  0  ). Но мы знаем, что коэффициенты матрицы L(x)  - это в точности частные производные функции f (x)  по её соответствующим переменным. Таким образом, нам по сути дано, что

∂f            ∂f                 ∂f
∂x-(x) = 0,  ∂x--(x) = 0, ...,  ,∂x--(x) = 0,  − для лю бой точки x ∈ B
  1             2                  n

Действительно, пусть наш шар - это шар Br(x0)  радиуса r  с центром в x0   .
(напоминание: Br(x0) = {x ∈ ℝn |d(x,x0) ≤ r} )

Тогда любая точка этого шара - это его центр x0   плюс какой-то вектор h  такой, что |h | ≤ r  .

То есть, любая точка шара Br(x0)  представляется в виде x0 + h  , |h| ≤ r  . Но тогда, очевидно, и весь отрезок [x0,x0 + h ]  лежит в Br(x0)  .

Но тогда, поскольку наша f  дифференцируема в Br(x0)  , то следовательно и в отрезке [x ,x + h ]
  0  0  . Значит, к ней мы можем применить теорему о среднем для многомерных функций:

                                               ′       ∂f         ∂f             ∂f
∃ξ ∈ (x0,x0 + h ) такая, что f(x0 + h )− f(x0) = f(ξ)h = ∂x-(ξ)h1 + ∂x-(ξ)h2 + ...+ ∂x-(ξ)hn =
                                                         1          2              n
                                    0h1 + 0h2 + ...0hn = 0

Следовательно f(x0) = f(x0 + h)  , то есть, значения f  в центре шара x0   такие же, как и в любой точке в шаре x0 + h  , |h| < r  .

Ответ:

Специальные программы

Все специальные программы

Программа
лояльности v2.0

Приглашай друзей в Школково и получай вознаграждение до 10%!

Крути рулетку
и выигрывай призы!

Крути рулетку и покупай курсы со скидкой, которая привязывается к вашему аккаунту.

Бесплатное онлайн-обучение

Для школьников из приграничных территорий России, проживающих в ДНР, ЛНР, Херсонской, Запорожской, Белгородской, Курской, Брянской областях и Крыму.

Налоговые вычеты

Узнай, как получить налоговый вычет при оплате обучения в «Школково».

Специальное предложение
для учителей

Бесплатный доступ к любому курсу подготовки к ЕГЭ, ОГЭ и олимпиадам от «Школково». Мы с вами делаем общее и важное дело, а потому для нас очень значимо быть чем-то полезными для учителей по всей России!

Вернём деньги за курс
за твою сотку на ЕГЭ

Сдать экзамен на сотку и получить обратно деньги за подготовку теперь вполне реально!

cyberpunkMouse
cyberpunkMouse
Рулетка
Вы можете получить скидку в рулетке!