$f(x, y) = \frac{\sin(xy)}{xy}$ は $xy \neq 0$ において連続です。なぜなら $\sin(u)/u$ は $u \neq 0$ で連続だからです。

解析学多変数関数連続性極限
2025/7/27
##

1. 問題の内容

問題2:関数 f(x,y)f(x, y) が与えられています。
f(x,y)=sin(xy)xyf(x,y) = \frac{\sin(xy)}{xy} (xy0xy \neq 0の場合)
f(x,y)=1f(x,y) = 1 (xy=0xy = 0の場合)
この関数の連続性を調べる必要があります。
##

2. 解き方の手順

関数 f(x,y)f(x, y) が連続であることを示すためには、任意の点 (x0,y0)(x_0, y_0) において lim(x,y)(x0,y0)f(x,y)=f(x0,y0)\lim_{(x, y) \to (x_0, y_0)} f(x, y) = f(x_0, y_0) が成り立つことを示す必要があります。

1. $xy \neq 0$ の場合:

f(x,y)=sin(xy)xyf(x, y) = \frac{\sin(xy)}{xy}xy0xy \neq 0 において連続です。なぜなら sin(u)/u\sin(u)/uu0u \neq 0 で連続だからです。

2. $xy = 0$ の場合:

この場合、f(x,y)=1f(x, y) = 1 です。 xy=0xy = 0 となるのは、x=0x = 0 または y=0y = 0 の場合です。
(x,y)(x, y)(x0,y0)(x_0, y_0) に近づくとき、x0y0=0x_0 y_0 = 0 となる場合を考えます。例えば、x0=0x_0 = 0 の場合を考えます。このとき、xyx y00 に近づきます。
limxy0sin(xy)xy=1\lim_{xy \to 0} \frac{\sin(xy)}{xy} = 1 であることを示す必要があります。
これは、limu0sinuu=1\lim_{u \to 0} \frac{\sin u}{u} = 1 と同じです。
したがって、xy0xy \to 0 のとき、f(x,y)=sin(xy)xy1f(x, y) = \frac{\sin(xy)}{xy} \to 1 となります。また、f(x0,y0)=1f(x_0, y_0) = 1 です。よって、x0y0=0x_0 y_0 = 0 の場合も連続です。

3. 上記から、関数 $f(x,y)$ はすべての点において連続であるといえます。

##

3. 最終的な答え

関数 f(x,y)f(x, y) は連続である。

「解析学」の関連問題

はい、承知いたしました。画像の問題を解いていきます。

極限テイラー展開不定積分関数の大小比較ロピタルの定理置換積分
2025/7/27

周期 $2\pi$ の周期関数 $f(x)$ をフーリエ級数展開する問題です。関数 $f(x)$ は以下のように定義されています。 $f(x) = \begin{cases} 0, & (-\pi \...

フーリエ級数周期関数積分部分積分
2025/7/27

与えられた極限の計算問題です。 (5) $\lim_{x\to +0} x^a (\log x)^n$, ただし $a>0, n$ は自然数 (6) $\lim_{x\to +0} \log x \c...

極限ロピタルの定理関数の極限変数変換
2025/7/27

以下の問題が与えられています。 (4) $\lim_{x \to 0} \frac{1-e^x + x}{x^2}$ (5) $\lim_{x \to +\infty} x^n (\log x)^n$...

極限テイラー展開不定積分ロピタルの定理置換積分部分分数分解
2025/7/27

与えられた極限を計算します。$a > 0$, $n$は自然数であるという条件の下で、 $$\lim_{x \to +0} x^n (\log x)^n$$ を計算します。

極限ロピタルの定理指数関数対数関数
2025/7/27

与えられた極限を計算します。 $$\lim_{x \to 0} \left( \frac{1}{1-e^x} + \frac{1}{x} \right)$$

極限ロピタルの定理微分指数関数
2025/7/27

与えられた関数をマクローリン展開し、3次までの項を求める問題です。具体的には、以下の3つの関数について計算します。 1. $sin(3x)$

マクローリン展開テイラー展開微分
2025/7/27

与えられた3つの関数について、増減と凹凸を調べ、凹凸付きの増減表を作成し、関数の概形を描く問題です。 * 関数1: $y = \sqrt{\frac{x-1}{x-2}}$ * 関数2: $y...

関数の増減関数の凹凸導関数2階導関数グラフの概形漸近線
2025/7/27

与えられた10個の関数について、n次導関数を求める問題です。

微分導関数高階微分関数の微分
2025/7/27

次の極限値を求める。 1. $\lim_{x \to 0} \frac{\sin 3x}{x}$

極限三角関数マクローリン展開ロピタルの定理
2025/7/27