这张图片系统梳理了微积分中几个核心概念之间的逻辑关系,现将知识点分层解析如下:

【基础关系框架】

  1. 单变量函数层级
    ✅ 可导 ⇒ 连续 ⇒ 可积(闭区间)
    ✅ 连续 ⇒ 有界(闭区间)
    ❌ 逆命题不成立:
    • |x| 连续但不可导
    • 有界震荡函数可积不连续(如Dirichlet函数有理点取1,无理点取0)
  2. 多变量函数特性
    ✅ 可微 ⇒
    • 连续
    • 偏导数存在
      ✅ 偏导数连续 ⇒ 可微(充分条件)
      ❌ 偏导数存在 ⇏ 连续:
    • 示例:f(x,y)=(xy)/(x²+y²)在原点附近

【重点关系图谱】
可导性 ←强于→ 连续性 ←强于→ 可积性
↑       ↑       ↑
可微性   有界性   闭区间条件

【关键定理补充】

  1. 二阶偏导对称性(Clairaut定理):
    若 f_xy 和 f_yx 在点P处连续,则 f_xy = f_yx
  2. 可微充分条件:
    若函数在某点所有偏导数存在,且至少一个偏导数连续 ⇒ 函数在该点可微
  3. 可积充分条件:
    闭区间上连续函数必可积
    有界且间断点集为零测度(如有限个间断点)必可积

【典型反例库】

  1. 连续不可导:Weierstrass函数(处处连续但无处可导)
  2. 可积不连续:分段函数f(x)=x²(x≠0), f(0)=1
  3. 偏导存在不连续:f(x,y)=x²y/(x^4+y²) 在原点
  4. 可微但偏导不连续:构造特殊函数在原点可微但偏导数震荡

建议结合具体函数实例理解这些抽象关系,特别注意单变量与多变量情形的差异,掌握反例构造方法能有效加深概念理解。