高等數學,關於等值線的梯度這個知識點,說梯度方向和法向量方向

2021-05-23 02:20:37 字數 1882 閱讀 9052

1樓:匿名使用者

這個可以嚴格證明的,,,梯度方向是函式值增加的方向。。。。

為什麼梯度的方向是等值面法線方向

2樓:玉潤釁振凱

簡單來說,梯度方向是函式增長最快的方向,很顯然增長最快的方向是過該點的等量面的法線方向,所以,函式在一點的梯度方向是這點的法線方向

3樓:勁無憂

所謂梯度的方向,是函式值增大最快的方向,從一條等值線到下一條等值線,斜著走是不是需要走更遠的路?那就不是最快的方向,只有處處垂直等值線,才會在走同樣的距離的情況下,跨過最多的等值線。

4樓:

真不知道上面那些回答的人有沒有認真看過梯度的定義,估計是複製黏貼來的吧,居然還有人點贊。。。

首先問題應該是錯了,二元函式中,正確表述是梯度是等值線的法向量,梯度不可能和等值面正交,梯度和等值面是平行的(或者就在等值面內)。

以下是不嚴謹的證明:以二元函式為例,設函式z=f(x, y)。那麼它在點 p上的梯度向量為:

v1=(fx(p), fy(p))。設等值線函式為且過點p,根據隱函式求導法則,可以求出等值線函式在點p處的導數為:-fx(p)/fy(p)。

於是可以設一個向量v2=(1, -fx(p)/fy(p))  ,然後就會發現v1和v2兩個向量內積為0,兩個向量正交。

在三元函式中,等值線升維成等值面,梯度依然是法向量,證明方法同上。

5樓:匿名使用者

我認為就是這樣規定的,其它方向的值幾乎各不相同

6樓:匿名使用者

某點的梯度是該點最大的方向導數,此方向與等值面垂直!

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。

高數高手進

8樓:國士元雙

呵呵,其實這個來方向源跟梯度的定義有關。

在高數中,咱們學的梯度是標量場中的梯度,而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。

這個是我從百科上找到的定義,書在學校沒帶回來。。。

你看這裡就說明了梯度只想增長最快的方向,當然它這裡的「增長」是正增長,也就是你說的從低到高。

說白了這就是人為給定的定義而已,沒必要太糾結的~

9樓:山水水下

梯度的意義就是沿函式值增長最快的方向

關於梯度

10樓:雨幕

▽f=df/dr*i(方向)

那麼對於其他方向j,任意一個小變化δf=δr*j*▽f=df/dr*δr*(i*j)

只有i點乘j的時候上面的δf最大

高等數學中梯度表示問題

11樓:bluesky黑影

是等價的,在空間直角座標系裡i=(1,0,0),j=(0,1,0),k=(0,0,1),所以代入②後就是①了,至於為什麼寫法不同,則可能與題目中的運算有關。作為答案,它倆沒有區別,不過一般是①的寫法

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