




已阅读5页,还剩29页未读, 继续免费阅读
版权说明:本文档由用户提供并上传,收益归属内容提供方,若内容存在侵权,请进行举报或认领
文档简介
第七节 方向导数与梯度,一、方向导数,二、梯度,一、问题的提出,一块长方形的金属板,受热,产生如图温度分布场.,设一个小虫在板中逃生至某,问该虫应沿什么方向爬行,,才能最快到达凉快的地点?,处,,问题的实质:,应沿由热变冷变化最剧烈的,方向爬行,需要计算场中各点沿不同方向的温度变化率,,从而确定出温度下降的最快方向,引入两个概念:方向导数和梯度,方向导数问题,梯度问题,讨论函数 在一点P沿某一方向的 变化率问题,二、方向导数,当 沿着 趋于 时,,是否存在?,记为,的方向导数为,方向导数是单侧极限,而偏导数是双侧极限.,原因:,证明,由于函数可微,则增量可表示为,方向导数的存在及计算公式,那末函数在该点沿任意方向l的方向导数都存在,,且有,计算公式,故有方向导数,两边同除以,得到,故x轴到方向l 的转角,解,方向l 即为,所求方向导数,解,由方向导数的计算公式知,(1)最大值; (2)最小值; (3)等于零?,例2 求函数,的方向导数.,并问在怎样的方向上此方向导数有,故,方向导数达到最大值,;,方向导数达到最小值,;,方向导数等于0.,推广: 三元函数方向导数的定义,对于三元函数,它在空间一点,沿着方向l的方向导数 ,,可定义为,其中,),方向导数的计算公式,解,令,故,方向余弦为,求函数,处的指向外侧的法向量,故,三、梯度,设,是方向l上的单位向量,,当 时,,有最大值.,其中,由方向导数公式知,结论,x轴到梯度的转角的正切为,函数在某点的梯度是这样一个向量,,它的方向与取得最大方向导数的方向一致,而它的模为方向导数的最大值,梯度的模为,在几何上 表示一个曲面,曲面被平面 所截,得曲线,它在xoy面上投影方程:,等高线,称为等值线.,等值线,几何上,称为等高线.,例如,等值线,上任一点处的一个法向量为,表明:梯度方向与等值线的一个法线方向相同,,它的指向为从数值较低的等值线指向较高的等,梯度的模就等于函数在这个法线方向的,方向导数.,值线,,问题:,上山时,如何选择最快的方向?,计算方法课程中的一种计算策略:,“瞎子下山法”,类似于二元函数,此梯度也是一个向量,其方向与取得最大方向导数的方向一致,其模为方向导数的最大值.,梯度的概念可以推广到三元函数,解,由梯度计算公式得,故,则在,处梯度为,例4 求函数,在点,处的梯度,并问在何处梯度为零?,一、方向导数,(注意方向导数与一般所说偏导数的区别),小 结,1.定义,2.计算公式,二、梯度,(注意梯度是一个向量),定义,方向:x轴到梯度的转角的正切,模:,三、方向导数与梯度的关系,方向与取得最大方向导数的方向一致,模为方向导数的最大值.,梯度:,其中,思考题,问函数在某点处沿什么方向的方向
温馨提示
- 1. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
- 2. 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等,如果需要附件,请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
- 3. 本站RAR压缩包中若带图纸,网页内容里面会有图纸预览,若没有图纸预览就没有图纸。
- 4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
- 5. 人人文库网仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑,并不能对任何下载内容负责。
- 6. 下载文件中如有侵权或不适当内容,请与我们联系,我们立即纠正。
- 7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
最新文档
- 【语文】上海市愚园路第一小学小学二年级下册期末试题
- (完整版)苏教七年级下册期末解答题压轴数学模拟测试真题A卷
- 一年级下册期末试卷测试卷(含答案解析)
- 【语文】重庆市巴蜀小学二年级下册期末复习试题
- 通信类专业知识全真题库及答案
- 青州营销方案
- 营销方案充值
- 乌梅营销方案
- 2025年智能汽车项目提案报告
- 隆鼻设计方案咨询步骤
- 停车场突发事件应急处理预案
- 腹壁切口疝课件
- 《人工神经网络设计 》 课件 第3、4章 感知器;径向基函数神经网络
- 幼儿园培训返岗汇报
- 岩土钻掘工程学课件
- 北京市2025学年高二(上)第一次普通高中学业水平合格性考试物理试题(原卷版)
- 第九章 统计 单元测试(含解析)-2024-2025学年高一下学期数学人教A版(2019)必修第二册
- T-CDHA 20-2024 T-CAR 20-2024 供热碳排放核算和碳排放责任分摊方法
- 2025上半年信息系统项目管理师(高级软考)综合知识真题及解析
- 呼吸衰竭护理疑难病例讨论
- 熠星创新创业大赛
评论
0/150
提交评论