一個最簡單的例子:f(x,y)=x+y
那么全微分df=dx+dy
因為這個f(x,y)對x和y都是線性的,所以df=dx+dy對大的x和y變化也成立。
將x和y方向分開看,x方向每增加dx=1(y不變),f(x,y)增加df=1;y方向每增加dy=1(x不變),f(x,y)也增加df=1;
如果x和y同時增加1(dx=1,dy=1),f(x,y)增加dx+dy=2。
對以上函數f(x,y),當x和y按1:1變化時,f(x,y)增長最快。
如果換個函數,f(x,y)=2x+y,那么當x和y按2:1變化時,f(x,y)增長最快。
梯度表示f(x,y)增長最快的方向。與梯度相反的方向就是函數減小最快的方向。
反過來說,沿垂直於梯度方向,f(x,y)變化最小(即沒有變化)。
於是,在<x0,y0>的梯度正交於過該點的等高線。
方向導數是說,對於方程z=f(x,y),當<x,y>從<x0,y0>沿指定方向增加單位向量長度時,f(x,y)增加多少。
當指定方向與梯度不重合時,函數變化就沒有沿梯度方向變化大。