limx趋近0,y趋近0(x^2+y^2)^xy

2025-12-07 学习互助 万阅读 投稿:本站作者
最佳答案limx趋近0,y趋近0(x^2+y^2)^xy

极限问题:lim(x,y)→(0,0) (x²+y²)^(xy) 的探讨

在多元函数极限的研究中,形如 lim(x,y)→(0,0) (x²+y²)xy 的表达式是一个经典且富有启发性的例子。这个极限的核心在于,底数 (x²+y²) 在趋向原点时会趋近于0,而指数 xy 同样趋近于0。这就构成了一个典型的“00”型未定式。处理这类问题的关键在于将其转化为易于分析的形式,通常的做法是取自然对数,将幂指函数转化为乘积形式。CZ4雨露学习互助

具体分析过程如下:设原函数为 f(x,y) = (x²+y²)xy。首先考虑其对数:ln f(x,y) = xy · ln(x²+y²)。接下来,我们考察当 (x,y) 沿不同路径趋向于 (0,0) 时,这个表达式的行为。一个常用的技巧是引入极坐标变换:令 x = r cosθ, y = r sinθ,其中 r→0。代入得:ln f = (r² cosθ sinθ) · ln(r²) = r² (sin2θ/2) · 2 ln r = r² ln r · sin2θ。现在,问题转化为求极限 limr→0 r² ln r · sin2θ。由于 |sin2θ| ≤ 1,而我们知道 limr→0 r² ln r = 0(这可以通过洛必达法则验证)。因此,无论角度θ如何变化,极限 limr→0 r² ln r · sin2θ = 0。CZ4雨露学习互助

结论与意义

既然 ln f(x,y) 的极限为0,那么根据指数函数的连续性,原函数的极限 f(x,y) 的极限就是 e⁰ = 1。因此,我们得出结论:lim(x,y)→(0,0) (x²+y²)xy = 1。这个结果展示了多元函数极限的一个重要特性:尽管路径无穷多,但只要表达式能统一地控制并趋于一个确定值,极限就存在。此例也完美演示了处理“00”型未定式的标准方法——对数化结合极坐标变换,是分析多元函数极限的典范思路。CZ4雨露学习互助

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