高等数学:7-6方向导数与梯度.ppt

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文档介绍

2. 设 解法2 微分法. 四、小结 * 上页 下页 返回 上页 下页 返回 是由方程 和 所确定的函数 , 求 解法1 分别在各方程两端对 x 求导, 得 (1999考研) 对各方程两边分别求微分: 化简得 消去 可得 在许多问题中, 不仅要知道函数在坐标轴方向上的变化率 (即偏导数), 而且还要知道在其他特定方向上的变化率,这就是本节所要讨论的方向导数. 返回 第六节 方向导数与梯度 一 问题的提出 二 方向导数的定义 三 方向导数的计算 四 梯度的概念 实例:一块长方形的金属板,四个顶点的坐标是(1,1),(5,1),(1,3),(5,3).在坐标原点处有一个火焰,它使金属板受热.假定板上任意一点处的温度与该点到原点的距离成反比.在(3,2)处有一个蚂蚁,问这只蚂蚁应沿什么方向爬行才能最快到达较凉快的地点? 问题的实质:应沿由热变冷变化最骤烈的方向(即梯度方向)爬行. 一、问题的提出 讨论函数 在一点P沿某一方向的变化率问题. (如图) . 引射线 内有定义,自点 的某一邻域 在点 设函数 l P P U y x P ) ( ) , ( ) , ( , ). ( p U P’ l y y x x P’ l x D + D + 上的另一点且 为 并设 为 的转角 轴正向到射线 设 j 二 、方向导数的定义 当 沿着 趋于 时, 是否存在? 且 考虑 } 0 , 1 { 1 = e r 依定义,函数 ) , ( y x f 在点 P 沿着 x 轴正向 、 y 轴正向 } 1 , 0 { 2 = e r 的方向导数分别为 y x f f , ; 沿着 x 轴负向、 y 轴负向的方向导数是 y x f f - - , . 的方向导数. 沿方向 则称这极限为函数在点 在, 时,如果此比的极限存 趋于 沿着 当 之比值, 两点间的距离 与 函数的增量 定义 l P P l P y

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