高等數學梯度,高等數學 梯度的含義?

2021-03-10 14:46:03 字數 4132 閱讀 9722

1樓:匿名使用者

梯度算符的運算元是標量場(即空間中一點對應一個數)。某一點梯度的方內向,是在這一容點標量場增加最快的方向;梯度的大小是在該點標量場增加的速率,或者說沿梯度方向位置移動單位長度,標量場值的變化。比如地球表面附近的重力勢能場,梯度方向就是背離地心,對於1kg的物體來說,其大小就是de / dh = mg = 9.

8j/m = 9.8n在比如靜電勢場v(r),梯度方向就是電場向量e(r)的反方向,大小就是-e(r).

2樓:聽不清啊

梯度就是一個標題場變化最大的方向,而且它不隨座標系而改變。

3樓:宛丘山人

說白了,u=f(x,y,z)的梯度就是(偏u/偏x, 偏u/偏y, 偏u/偏z)。是個向量,方向是方向導數最大的方向,大小為這個方向的方向導數的值。具體向量如上所述。

4樓:援手

函式u在一抄點的梯度是一個向量,

襲它的方向是函式baiu在該點方向導數取du得最大值時的方zhi向,它的模等於方向導數的最大dao值。下面來說明梯度和切向量垂直,設曲線x=x(t),y=y(t),z=z(t)是曲面u(x,y,z)=c上的一條曲線(c為常數,u(x,y,z)=c表示等值面),由於該曲線在曲面上,所以x=x(t),y=y(t),z=z(t)滿足方程u(x,y,z)=c,即u(x(t),y(t),z(t))=c,利用複合函式求導法則,方程兩邊同時對t求導數,得 (ðu/ðx)*x『(t)+(ðu/ðy)*y『(t)+(ðu/ðz)*z『(t)=0,所以向量(x'(t),y'(t),z'(t))與向量(ðu/ðx,ðu/ðy,ðu/ðz)垂直。而向量(x'(t),y'(t),z'(t))表示曲線的切向量,向量(ðu/ðx,ðu/ðy,ðu/ðz)表示梯度,所以梯度和切向量垂直

高等數學:梯度的含義?

5樓:心曳

首先講下方向導數。正如偏導一樣,方向導數也是在特定方向上函式的變化率,只不過偏導是在x和y軸方向上罷了,特殊一點而已。方向導數在各個方向上的變化一般是不一樣的,那到底沿哪個方向最大呢?

沿哪個方向最小呢?為了研究方便,就有了梯度的定義。很明顯梯度實際上就是以對x的偏導為橫座標,以對y偏導數為縱座標的一個向量,而方向導數就等於這個向量乘以指定方向的單位向量。

根據向量乘積的定義可知,對於一個給定的函式,他的偏導是一定的(當然是在同一個點),所以當給定方向與梯度方向一致時,變化最快

總的來說,梯度的定義是為了研究方向導數的大小更方便而定義的。

(ps:那些偏導公式不好打,不然可以解釋得很清楚的!!!求採納啊親......)

6樓:孫紅全

梯度gradient

設體系中某處的物理引數(如溫度、速度、濃度等)為w,在與其垂直距離的dy處該引數為w+dw,則稱為該物理引數的梯度,也即該物理引數的變化率。如果引數為速度、濃度或溫度,則分別稱為速度梯度、濃度梯度或溫度梯度。

在向量微積分中,標量場的梯度是一個向量場。標量場中某一點上的梯度指向標量場增長最快的方向,梯度的長度是這個最大的變化率。更嚴格的說,從歐氏空間rn到r的函式的梯度是在rn某一點最佳的線性近似。

在這個意義上,梯度是雅戈比矩陣的一個特殊情況。

在單變數的實值函式的情況,梯度只是導數,或者,對於一個線性函式,也就是線的斜率。

梯度一詞有時用於斜度,也就是一個曲面沿著給定方向的傾斜程度。可以通過取向量梯度和所研究的方向的點積來得到斜度。梯度的數值有時也被成為梯度。

在二元函式的情形,設函式z=f(x,y)在平面區域d內具有一階連續偏導數,則對於每一點p(x,y)∈d,都可以定出一個向量

(δf/x)*i+(δf/y)*j

這向量稱為函式z=f(x,y)在點p(x,y)的梯度,記作gradf(x,y)

類似的對三元函式也可以定義一個:(δf/x)*i+(δf/y)*j+(δf/z)*k 記為grad[f(x,y,z)]

高等數學梯度問題

7樓:精靈諾婭

朝外法線方向

首先要了解梯度和切平面的概念。

對一個二元函式來說z=f(x,y)確定了一個曲面。而它的梯度為gradf(x,y)=бf/бx*i+бf/бy*j而在曲面z=f(x,y)上任意一點的法向量為顯然梯度是在二維平面內的方向導數,而曲面的法向量是在三維空間裡面的方向。

梯度的方向是與過曲面上點p(x0,y0,z0)的等高線f(x,y)=z0在點p的法線的一個方向相同,且從數值較低的等高線指向數值較高的等高線。

所以梯度的方向應該是垂直於等高面,而不是曲面的切平面。也就是說,梯度的方向與切平面的法向量在xoy平面上的投影的方向平行。

高等數學 關於梯度的定義推導

8樓:

在平面幾何中,平面直線的方程中習慣用斜率的說法,如果與空間直線的方程的版寫法統一起來,平權面直線也引入方向向量的寫法,就是(1,y')。與切線垂直的法線的方向向量就是(1,-1/y')。

推導一下就是:設方程f(x,y)=k決定的隱函式是y=y(x),則等值線的引數方程可寫作:x=x,y=y(x)。

切線的方向向量是(1,y')=(1,-fx/fy)=(fy,-fx)/fy,法線的方向向量與切線的方向向量垂直,可寫作(fx,fy)。

高等數學 方向導數與梯度

9樓:匿名使用者

解:向徑的單位方向:

(x0,y0,z0)/[√(x0)²+(y0)²+(z0)²]

因此,該向徑的方向角為:

cosα=x0/√[(x0)²+(y0)²+(z0)²]

cosβ=x0/√[(x0)²+(y0)²+(z0)²]

cosγ=z0/√[(x0)²+(y0)²+(z0)²]

函式u=(x²/a²)+(y²/b²)+(z²/c²)在該向徑的方向導數為:

∂u/∂r0

=u'x·cosα+u'y·cosβ+u'z·cosγ

=2(x0)²/a²√[(x0)²+(y0)²+(z0)²] + 2(y0)²/b²√[(x0)²+(y0)²+(z0)²] +2(z0)²/c²√[(x0)²+(y0)²+(z0)²]

=2[(x0)²/a²+(y0)²/b²+(z0)²/c²]/√[(x0)²+(y0)²+(z0)²]

=2[b²c²(x0)²+a²c²(y0)²+a²b²(z0)²]/a²b²c²√[(x0)²+(y0)²+(z0)²]

在點m0處的梯度的模為:

|gradu(x0,y0,z0)|

=√[(u'x0)²+(u'y0)²+(u'z0)²]

=√=2√/a²b²c²

根據題意:

∂u/∂r0=|gradu(x0,y0,z0)|,則:

2[b²c²(x0)²+a²c²(y0)²+a²b²(z0)²]/a²b²c²√[(x0)²+(y0)²+(z0)²]

=2√/a²b²c²

因此:a=b=c

10樓:亓娥宣訪夢

p0(2,

0),p1(2,

-2),

p2(2,

1)向量

p0p1

=(0,

-2),

ox軸到向量

p0p1

的轉角t=-

π/2;

向量p0o

=(-2,

0),ox

軸到向量

p0o的轉角t=

π;向量

p0p2

=(0,

1),ox

軸到向量

p0p2

的轉角t

=π/2;

則∂f/∂l

=cost

∂z/∂x

+sint

∂z/∂y,1=

-∂z/∂y,

∂z/∂y=-1

-3=-∂z/∂x,

∂z/∂x=3,

得∂f/∂l

=3cos(π/2)

+(-1)

sin(π/2)=-1

11樓:說祺阿雅唱

二維的比較簡單。我把公式和步驟都告訴你了。

關於高數梯度

12樓:匿名使用者

需要,梯度是函式值下降最快的方向,是個向量,因此i,j是向量

高等數學求教,求教高等數學

對於選項a,沿y x和沿y 2x方向,極限分別為1 2和2 5,所以函式極 限不存版在 對於選項權c和d,若沿直線y x方向,極限不存在,對於選項b,由於函式 x 2 x 2 y 2 的絕對值小於1,所以函式的絕對值小於 y 因此極限為0 求教高等數學 高數的確和中學的數學有很大區別,我初中高中數學...

高等數學函式,高等數學函式連續

第一個你bai 把函式括號裡面du的數代人式子當中zhi,化簡一下就好dao反函式這裡就是用y把x表示出來,結專果就是x 屬y 5 3 f x x中x的定義域是r,值域是r.f x 根號x的平方的定義域是r,值域是x 0 所以兩個函式不相等 不明白可以追問,望採納。高等數學函式連續 取特殊情況代進去...

高等數學問題,高等數學問題

這是一個線性微分方程,可以求出其解 y ce x x 1,其中c是任意常數,可見,滿足y x y的函式不是唯一的.根微分方程的求解過程,見下面.高等數學問題 x 2 x 2 x 2 x 1 把 x 1 約掉剩下的代值計算 其實有一個等式,arctan x arctan 1 x 2恆成立證明如下 令f...