方向導數,偏導數,梯度


方向導數,偏導數,梯度

一、總結

一句話總結:

方向導數:曲面的每一個點是有很多條切線的,不同方向的切線就是方向導數。
偏導數:例如f(x0,y0)對x求偏導就是與X軸方向平行時的方向導數。
梯度:梯度的方向是最大的方向導數,是f(x,y)這一點增長最快的方向。

 

 

二、方向導數,偏導數,梯度

轉自或參考:方向導數,偏導數,梯度 - be·freedom - 博客園
https://www.cnblogs.com/super-yb/p/10709959.html

 

給出方向導數的定義

定理  如果函數在點是可微分的,那么函數在該點沿任一方向的方向導數都存在,且有

           

其中為X軸到  方向的轉角.  記住,方向導數 實為一個 數值

為了更好理解,給出一道例題:

 

 那么偏導數是什么呢,例如就是與X軸方向平行時的方向導數。

證明:當與Y軸方向平行時。 = 0,所以有

參考方向導數的公式,偏導數可以當做所有方向向量的基,可以組合成任意一個方向導數。

也可以理解成線性代數里基變換

那么梯度與方向導數之間存在什么關系呢?

假設向量=(cos,sin),  =(

可以當做所有方向向量的基,可以組合成任意一個方向導數。

也可以理解成線性代數里基變換

那么梯度與方向導數之間存在什么關系呢?

假設向量=(cos,sin),  =(),那么兩向量求內積=方向梯度,可以用另一個公式計算

當兩向量同方向時,cos α 取最大值,也就是方向導數最大的時候

我們定義L為梯度,即梯度的方向是最大的方向導數,是f(x,y)這這一點增長最快的方向。

 

參考:

 https://www.zhihu.com/search?type=content&q=%E5%A6%82%E4%BD%95%E7%90%86%E8%A7%A3%E6%A2%AF%E5%BA%A6

http://netedu.xauat.edu.cn/jpkc/netedu/jpkc/gdsx/homepage/5jxsd/51/513/5308/530807.htm 

 


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