第十三章 多元函数的极限与连续 §1. 平面点集 设是平面点列,是平面上的点. 证明的充要条件是,且. 设平面点列收敛,证明有界. 判别下列平面点集哪些是开集、闭集、有界集和区域,并分别指出它们的聚点: (1); (2); (3); (4); (5); (6); (7); (8). 设是闭集,是开集,证明是闭集,是开集. 证明开集的余集是闭集. 设是平面点集. 证明是的聚点的充要条件是中存在点列,满足且. 用平面上的有限覆盖定理证明致密性定理. 用致密性定理证明柯西收敛原理. 设是平面点集,如果集合的任一覆盖都有有限子覆盖,则称是紧集. 证明紧集是有界闭集. 设是平面上的有界闭集,是的直径,即 . 求证:存在 ,使得. 仿照平面点集,叙述维欧氏空间中点集的有关概念 (如邻域、极限、开集、聚点、闭集、区域、有界以及一些基本定理等). §2. 多元函数的极限和连续性 叙述下列定义: (1) ; (2) ; (3) ; (4) . 求下列极限(包括非正常极限): (1) ; (2) ; (3) ; (4) ; (5) ; (6) ; (7) ; (8) ; (9) ; (10) ; (11) ; (12) ; (13) ; (14) . 讨论下列函数在点的全面极限和两个累次极限: (1) ; (2) ; (3) ; (4) ; (5) ; (6) ; (7) ; (8) . 叙述并证明二元函数极限的局部有界性定理和局部保号性定理. 叙述并证明存在的柯西收敛准则. 试作出函数,使当时, (1) 全面极限和两个累次极限都不存在; (2) 全面极限不存在,两个累次极限存在但不相等; (3) 全面极限和两个累次极限都存在. 讨论下列函数的连续范围: (1) ; (2) ; (3) ; (4) ; (5)  (6)  (7) ; (8)  (9) . 若在某区域内对变量连续,对变量满足利普希茨条件,即对任意和,有 , 其中为常数,求证在内连续. 证明有界闭集上二元连续函数的最值定理和一致连续性定理. 设二元函数在全平面上连续,,求证: (1) 在全平面有界; (2) 在全平面一致连续. 证明:若分别对每一变量和是连续的,并且对其中的一个是单调的,则是二元连续函数. 证明:若是有界闭域,是上的连续函数,则是闭区间.