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103 台灣大學微積分(B) 第 2 題

考題 / 轉學考微積分 / 台灣大學 / 微積分B

103學年度 · 103台大微積分B · 第 2 題

題目

Problem

(壹)填充題

  1. 令 f(x,y)=(x+y)sin⁡1xsin⁡1yf(x,y)=(x+y)\sin \dfrac{1}{x}\sin \dfrac{1}{y}。討論以下下兩極限是否存在;若存在,則求其值:

(a) lim⁡x→0(lim⁡y→0f(x,y))\displaystyle\lim_{x\to 0}\left(\lim_{y\to 0}f(x,y)\right),答:(2a)‾\underline{\quad(2a)\quad}。

(b) lim⁡(x,y)→(0,0)f(x,y)\displaystyle\lim_{(x,y)\to (0,0)}f(x,y),答:(2b)‾\underline{\quad(2b)\quad}。

解答

解法一

思路

展開

反覆極限先固定其中一個變數;二元極限則用三角函數有界性夾擠。

答題過程

展開

(a) 固定 x≠0x\ne0 時,

f(x,y)=(x+y)sin⁡1xsin⁡1y.f(x,y)=(x+y)\sin\frac1x\sin\frac1y.

若 xsin⁡(1/x)≠0x\sin(1/x)\ne0,最後一個正弦因子在 y→0y\to0 時振盪,內層極限不存在。因此外層極限無從定義,答 不存在\boxed{\text{不存在}}。

(b) 由 ∣sin⁡t∣≤1|\sin t|\le1,

∣f(x,y)∣≤∣x+y∣≤∣x∣+∣y∣→0.|f(x,y)|\le|x+y|\le |x|+|y|\to0.

故二元極限為 0\boxed{0}。