方向导数与梯度(二维)

简介: 方向导数与梯度(二维)

正文


方向导数:

定义:函数沿某一指定方向的变化率

定理:如果函数f(x,y)在点P0(x0,y0)P)可微分,那么函数在该点沿任一方向l的方向导数都存在,且方向导数:

00.png

梯度:

定义:函数在区域内某一点的具有方向的全微分

设函数f(x,y)在区域DD内具有一阶连续偏导数,则对于区域D内的任一点P0(x0,y0),有梯度:


0.png

其中

000.png

称为 向量微分算子/Nabla算子

与方向导数相联系,可得:

4.png


由上述联系可得:

θ=0elf(x0,y0)时,函数f(x,y)增长最快,此时函数在这个方向的方向导数达到最大值,5.png

θ=0elf(x0,y0)相反时,函数f(x,y)减少最快,此时函数在这个方向的方向导数达到最小值6.png

7.png函数f(x,y)变化率为零,此时函数在这个方向的方向导数为0,


梯度的运算法则:

3.png

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