В разделах дифференциального и интегрального исчислений мы имеем дело с функциями одного переменного. На практике часто приходится иметь дело с функциями двух, трех и большего числа переменных. Такие функции называются функциями многих переменных. Примером такой функции является производственная функция Кобба-Дугласа
где есть величина выпуска продукции, а и обозначают объемы затраченных ресурсов труда и капитала соответственно.
Приведем еще примеры функций и переменных:
2. -мерное пространство Rn
Определение. Пусть . Будем называть R n следующее множество упорядоченных наборов действительных чисел:
Сами упорядоченные наборы будем называть точками , а числа , где , будем называть координатами этой точки.
Часто для удобства точки Rn будем обозначать так: или или или и т. д.
В пространстве Rn вводится расстояние между точками по формуле
(1)
Замечание. При и равенство (1) представляет известные формулы расстояния между точками на плоскости и в пространстве.
Приведем без доказательства основные свойства расстояния в Rn:
|
|
1)
2)
3)
Замечание. Пространство Rn можно рассматривать и как векторное пространство. В этом случае упорядоченный набор чисел называется вектором пространства Rn. Векторы обычно обозначают строчными латинскими буквами: или , или другими буквами. Нулевым вектором называют вектор
В векторном пространстве Rn вводятся операции сложения векторов и умножение векторов на число. Пусть и Тогда
1)
2)
Векторное пространство Rn с операциями сложения и умножения на число называют также линейными или евклидовым пространством.
Определение. Длиной или нормой вектора называется число
Для нормы вектора справедливы следующие свойства:
1)
2)
3)
Определение. Скалярным произведением векторов и называют выражение
Не трудно доказать следующие свойства скалярного произведения:
1)
2)
3)
Определение. Пусть Функцией переменных называется отображенные Значение функции записывается в виде
где
При этом множество называется областью определения функции и обозначается
Замечание. Функцию n переменных можно записывать в привычном виде где