二次函数在某点增加速度最快的问题

问题描述:

二次函数在某点增加速度最快的问题
设f(x.y)=1/2(x^2+y^2),p0(1,1),求f(x,y)在p0处增加最快的方向.答案是沿grad f(1,1),
顺便弱问,p0点是在函数f上么?- -

这是个二元函数,可以写成z=f(x.y)=f(p)=1/2(x^2+y^2),是个三维的,p表示p(x,y)
p0(1,1)
gradf(1,1)是函数z=f(x,y)在p0处的梯度,是个向量
gradf(1,1)=(1,1)
这里打数学的东西太痛苦了 我就这样说吧
gradf(x,y)=(u,v)
u是f对x的偏导在p0处的值,v是f对y的偏导在p0处的值请教一下 gradf(x,y)按照书上的定义算出来应该是xi+yi,点(1,1)虽然也表示向量,但是请问gradf(1,1)=(1,1)是如何推导出来的呢?gradf(x,y)求出来分别是偏导数在p0处的值,但是如何证明它是在(1,1)处增长最快的方向呢?不知道怎么弄图悲剧gradf(x,y)=(u,v)u是f对x的偏导在p0处的值,v是f对y的偏导在p0处的值f(x,y)对x的偏导为x,求法就是把y看成常量,直接对x求导。f(x,y)对y的偏导值为y,求法就是把x看成常量,直接对y求导然后带入在p0处的值,x=1,y=1 既u=1,v=1gradf(x,y)=(1,1)表示函数在坐标轴方向上的变化率不是由gradf决定 ,而是由方向导数fl(p)决定,方向导数越大函数增长越快,梯度是增长最快的位置的方向方向(1,1)处之所以是增长最快的方向,是因为f(x,y)在p0处方向导数存在,并且方向导数fl(p)=fx(p)cosa+fy(p)cosb=gradf(p)*(cosa,cosb) 在方向gradf(1,1)处取最大值 cosa,cosb为方向余弦(就是函数方向向量和个坐标轴的夹角余弦,由于是二元的,所以a+b=90)我突然发现这题给了p0(1,1),那么方向导数就是fl(p0)=u*cosa+v*cosb=cosa+cosb 其中a+b=90这样最大值是根号2,是在a=b=45时取,这时(cosa,cosb)就是增长最快的方向,要求gradf(p0)的话,可由fl(p0)=fx(p0)cosa+fy(p0)cosb=gradf(p0)*(cosa,cosb)即cosa+cosb=gradf(p0)*(cosa,cosb) 可算出gradf(p0)的模是根号2,方向是(cosa,cosb),其中a=b=90所以gradf(p0)=(1,1)