Grenzwerte von Funktionen zweier Variablen.
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Zeigt die Funktion ein solches Verhalten, wie es durch die An
sätze
fix, y) > K, bzw. /{x, y)< — K,
wenn und so lange x — a | < <3, (?/ —• 6 | < <3 (17)
i x — a -\- \ y — b | > 0
beschrieben ist, die nach dem Vorausgeschickten keiner näheren Er
klärung mehr bedürfen, so sagt mau, es sei
lim fix, y) — oo, bezw. lim fix, y) = — oo (18)
x = a,y=b x = a,y = b
In einem Punkte am Rande des Gebiets muß die Umgebung so
gehalten werden, daß sie beständig dem Bereich angehört.
Die folgende Ausführung soll noch auf gewisse Feinheiten des
Grenzübergangs bei Funktionen zweier (und mehrerer) Variablen auf
merksam machen.
Wenn für die Funktion fix, y) ein Grenzwert im Sinne der An
sätze (15) und (16) existiert, so ist es evident, daß man ihn finden
müsse, auf welcher Bahn auch man sich dem Punkte M unbegrenzt
nähert. Dies könnte auf den Gedanken bringen, den Grenzwert in
der Weise zu suchen, daß man durch M eine passend gewählte Bahn,
z. ß. LM, führt und auf dieser dem Punkte M sich nähert. Das
Zustandekommen eines solchen Grenzwertes gestattet keineswegs den
Schluß, daß man damit einen Grenzwert im obigen Sinne gefunden
habe; dieser Schluß wäre erst dann legitim, wenn man alle durch 31
führenden Bahnen verfolgt hätte und auf allen zu dem nämlichen
Grenzwerte gelangt wäre; denn es ist denkbar, daß man auf ver
schiedenen Bahnen verschiedene Grenzwerte findet, dann aber existiert
ein Grenzwert im Sinne von (15) nicht. Ein Beispiel dieser Art bietet
die Funktion 2xy
/&*)-
die für alle Wertepaare von x, y definiert ist mit Ausschluß von 0,0.
Nähert man sich dieser Stelle 0 längs eines Strahls, der mit der
x-Achse den Winkel cp einschließt (s. die Fig.), so ist in einem Punkte
dieses Strahls, der um r > 0 von 0 entfernt ist, x = r cos cp, y = r sin cp,
< ^ a ^ iei f{x, y) = sin 2 cp,
und dieser Wert bleibt erhalten, wie klein auch r wird, so daß bei
Verfolgung dieses Strahls
lim fix, y) = sin 2 cp .
Da nun cp von Strahl zu Strahl sich ändert, so ändert sich auch
lim fix, y) von Strahl zu Strahl und nimmt, während cp das Intervall
(0, tc) durchläuft, alle Werte von 0 bis 1, 1 bis — 1 und — 1 bis 0
an. Es existiert daher lim fix, y) nicht.
x = 0, y = 0
Gz über, Höhere Mathematik. 6