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关于「方向导数的几何意义是什么?」

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认识概念

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方向导数表示曲面 z=f(x,y)z=f(x,y) 与经过 P0P_0 且平行于方向向量 l 的垂直平面相交所得曲线的切线斜率。

适用条件:函数 z=f(x,y)z=f(x,y) 在三维空间中定义了一个曲面。;在曲面上选择了一个特定点 P0(x0,y0)P_0(x_0, y_0)。;方向向量 l 由 xy 平面中的角度 alpha 定义。;一个垂直平面沿着方向 l 经过 P0P_0。

认识概念

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方向导数表示当输入沿选定方向发生无穷小偏移时,函数输出的变化率。在几何上,它是曲面与经过该点且平行于方向向量的垂直平面相交所得曲线的切线斜率。

适用条件:函数是二元标量值函数。;方向由输入平面中的一个向量指定。;步长趋于零。

认识概念

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沿向量 w 方向的方向导数等于 w 与梯度向量 ∇f 的点积。梯度向量包含函数的偏导数作为其分量。

适用条件:函数 f(x,y)f(x,y) 是可微的。;方向向量为 w=[a,b]w=[a,b]。;梯度 ∇f = [∂f/∂x, ∂f/∂y] 存在。