为什么梯度的方向是函数在该点方向导数最大的方向,梯度的模是方向导数最大的值?你看复习书的时候,有认真思考过这个问题吗?本文中,边肖以二元函数为例详细解释了方向导数和梯度,并试图用尽可能通俗的语言回答上述问题。
1.梯度先看二元函数梯度的定义:
如果函数f(x,y)在域d中具有一阶连续偏导数,则对于域d中的每个点P(x0,y0),存在以下向量:
老实说,边肖不明白梯度的定义为什么要加强,即函数f(x,y)在定义域内有一阶连续偏导数。有人说,如果有一阶连续偏导数,那么一定是可微的,那么梯度就可以和方向导数相关。这种说法是合理的,但可微性并不等同于一阶连续偏导数。虽然有些知识点在学习时没有很好的理解,但是一定要记住以定义为准。科学家之所以这样定义,一定有实践和理论上的考虑。
接下来,仔细看看渐变。函数f(x,y)在p点的梯度是向量,向量有大小和方向。p点函数梯度的方向和大小是多少?
这涉及到向量的加法,请看下图。下方图标的红色部分用矢量l表示,矢量l的方向是梯度的方向,矢量l的模是梯度的大小。
通过将上述公式引入方向导数的定义,我们可以得到:
从上述公式中,可以很容易地得出以下结论:
方向导数最大的方向,为梯度方向,最大方向导数是梯度的模。方向导数最小的方向,为梯度方向的反方向,最小方向导数是梯度的模的相反数。1.《方向导数 方向导数和梯度是什么?》援引自互联网,旨在传递更多网络信息知识,仅代表作者本人观点,与本网站无关,侵删请联系页脚下方联系方式。
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