導數與梯度

2022-03-29 11:06:31 字數 671 閱讀 6851

導數

導數是乙個很熟悉也很容易想象到的概念,導數體現了函式在某點的瞬時變化率,也可表示切線斜率

高中時我們對y=x^2求導的時候,實際上將其看作了一元函式,而y=f(x)是方程而不是函式,真正的函式是f(x,y)=x^-y,是乙個曲面,只不過取了f(x,y)=0時候的特例。

偏導數在二元函式f(x,y)中由於有兩個自變數,導數也有x和y兩個方向的分量,所以引入了偏導數。曲面上一點的瞬時變化率可以是任意方向(如果該點有導數),而高中時求的偏導數就是指多元函式沿座標軸的變化率。

方向導數

在一元函式中,變化的方向只是一維的,如f(x)=x^2,x的變化方向只有變大和變小兩個方向。而在多元函式中,如果我們要考慮在任意方向上的變化率,方向導數就是我們需要的。

設在二元函式f(x,y)中,是乙個單位向量,它可以表示任意方向,=是f沿著u方向的方向導數,其實就是把沿u方向的微小變動分解到x和y方向上。方向導數還可表示成如下形式:

有了方向導數的形式,自然會想知道f(x,y)在哪個方向上的變化率最大,即max()

上式可寫成,其中,a向量就是求得的偏導數,所以當點確定時該向量也就確定了,而i在不斷變化,當cosa=1,即a=0時最大,這時向量i與a平行,所以a向量就是梯度,梯度也就理所當然的表示函式變化率最大的方向了,所以梯度的方向就是函式增大最快的方向。

單位向量cosθi +sinθj 解釋:

微分,導數與梯度

對於函式y f x y f x y f x 導數的定義是 f x0 lim x 0f x0 x f x0 x 1 f x 0 lim frac tag 1 f x0 x 0lim xf x 0 x f x0 1 可以看到它本質是乙個極限,是標量,其幾何意義為 點x 0x 0 x0 處的斜率.自變數擴...

梯度與導數的關係

梯度可謂是多元函式中乙個基本的名詞。它的物理意義我們都很清楚或者教材也都會介紹 方向指向數值增長最快的方向,大小為變化率。通過這個性質也說明梯度是有方向和大小的向量。通過梯度的定義我們發現,梯度的求解其實就是求函式偏導的問題,而我們高中所學的導數在非嚴格意義上來說也就是一元的 偏導 通過這一點我們自...

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分享一下我老師大神的人工智慧教程!零基礎,通俗易懂!方向導數 是乙個數 反映的是f x,y 在p0點沿方向v的變化率。偏導數 是多個數 每元有乙個 是指多元函式沿座標軸方向的方向導數,因此二元函式就有兩個偏導數。偏導函式 是乙個函式 是乙個關於點的偏導數的函式。梯度 是乙個向量 每個元素為函式對一元...