我们知道,一元函数是一个由定义域到值域的映射,其定义域与值域都是一维数集.我们要研究的向量值函数是指分量都是关于同一自变量的一元函数,就是说 n 元向量值函数是x到xn上的映射。我们感兴趣的是取值为二维和三维的向量值函数,即n = 2和n = 3的情形。
定义
一个函数,若其值域是一个线性空间或一个线性空间的一个子集,则称此函数为向量值函数。
引入
在平面内运动的
质点在t时刻的坐标(x, y)可以描述为x = f (t),,y = g(t),t∈I ,这样点(x, y) = (f (t), g(t))形成平面
曲线C ,它是质点的运动路径,它用
参数方程来描述。如果用r(t)表示从原点到质点在时刻t的
位置P(f (t), g(t))的
向量,那么r(t) = OP = {f (t), g(t)} = f (t)i + g(t)j。
定义式
r(t) ={f (t), g(t), h(t)}= f (t)i + g(t)j+ h(t)k。
参数方程
Γ : x = f (t), y = g(t), z = h(t), t∈I。
极限与连续
引入
对于
二维向量值函数r(t) = f (t)i + g(t)j,设它在t0的某
去心邻域内有定义,如果lim f(t)=a (t→t0),lim g(t)=b (t→t0),则称当t →t0 时,向量值函数r(t)的
极限存在,其
极限为lim r(t)=ai+bj (t→t0);
如果二维向量值函数r(t) = f(t)i + g(t)j在t0 的某
邻域内有定义,且lim r(t)=r(t0) (t→t0),则称向量值函数r(t)在点t0处连续;
如果r(t)在区间 I 的每个点上连续,则称r(t)为区间 I 上连续的向量值函数。
极限表达式
lim r(t)=ai+bj (t→t0),其中lim f(t)=a (t→t0),lim g(t)=b (t→t0)。
微分
若向量值函数r(t) = x(t)i+y(t)j+z(t)k,则向量值函数的
微分表达式为:
r'(t) = x'(t)i + y'(t)j+z'(t)k或dr(t)/dt = {dx(t)/dt+dy(t)/dt+dz(t)/dt}。