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方向导数

科普小知识2021-10-31 09:50:32
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在函数定义域的内点,对某一方向求导得到的导数。注意某个方向的方向导数存在,不能推出其它方向的方向导数存在。若函数在点可微,则在点处沿任一方向l的方向导数都存在,且(?f(x,y,z))/?l=(?f/?x)*cosα+(?f/?y)*cosβ+(?f/?)*cosγ,其中cosα,cosβ,cosγ是方向l的方向余弦。

1、简介

概述

方向导数(directionalderivative)的通俗解释是:我们不仅要知道函数在坐标轴方向上的变化率(即偏导数),而且还要设法求得函数在其他特定方向上的变化率。而方向导数就是函数在其他特定方向上的变化率

定义

方向导数的精确定义(以三元函数为例):设三元函数f在点P0(x0,y0,z0)的某邻域内有定义,l为从点P0出发的射线,P(x,y,z)为l上且含于邻域内的任一点,以ρ(rou)表示P和P0两点间的距离。若极限lim((f(P)-f(P0))/ρ)=lim(△lf/ρ)(当ρ→0时)

存在,则称此极限为函数f在点P0沿方向l的方向导数

2、方向导数的计算

若函数在点可微,则在点处沿任一方向l的方向导数都存在

且方向导数(l,P)=(f(P)在x的偏导)×cosα+(在y的偏导)×cosβ+(f(P0)在z的偏导)*cosγ

其中cosα,cosβ,cosγ是方向l的方向余弦

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