利用Matla繪製多元函式的梯度

2022-06-09 07:27:10 字數 1070 閱讀 2650

利用matla繪製多元函式的梯度

梯度的本意是乙個向量(向量),表示某一函式在該點處的方向導數沿著該方向取得最大值,即函式在該點處沿著該方向(此梯度的方向)變化最快,變化率最大(為該梯度的模)。

下面在matlab裡繪製空間曲面,曲面的等高線圖,以及各曲面上各個網格點的梯度(向量)

首先,基於matlab,繪製函式z=

的圖形:

1 [x,y] = meshgrid(-2:0.2:2); %生成資料網格點

2 z = x .* exp(-x.^2 - y.^2); %計算所有網格點的數值

3 surfc(z);%繪製三維函式影象

然後, 在matlab中使用 hold 函式合併等高線圖和箭頭圖:

沿 x 和 y 方向在從 -2 到 2 的網格上繪製 10 條

等高線。

最後,使用 gradient 函式計算 z 的二維梯度。gradient 函式會返回 u 作為 x 方向上的梯度,返回 v 作為 y 方向上的梯度。使用 quiver 函式顯示指示梯度值的箭頭。

從圖中可以看出,梯度本質就是向量,向量的方向垂直於曲面的等高線,並且指向高度增加方向的向量(箭頭的指向,從地勢低窪處指向地勢較高的位置,且函式變化最快的方向)

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