Автор работы: Пользователь скрыл имя, 02 Июня 2012 в 11:32, реферат
Производная по направлению — это обобщение понятия производной на случай функции нескольких переменных. Производная по направлению показывает, насколько быстро функция изменяется при движении вдоль заданного направления.
Геометрический смысл производной. Производная в точке x 0 равна угловому коэффициенту касательной к графику функции y = f(x) в этой точке.
Производная
по направлению — это обобщение понятия производной на
случай функции нескольких переменных.
Производная по направлению показывает,
насколько быстро функция изменяется
при движении вдоль заданного направления.
Геометрический смысл производной. Производная в точке x 0 равна угловому коэффициенту касательной к графику функции y = f(x) в этой точке.
Рассмотрим график функции y = f ( x ):
Из рис.1 видно,
что для любых двух точек A и B графика
функции:
xf(x0+
x)−f(x0)=tg
, где
- угол наклона секущей AB.
Таким образом, разностное отношение равно
угловому коэффициенту секущей.
Если зафиксировать точку A и двигать
по направлению к ней точку B, то
x неограниченно уменьшается и приближается
к 0, а секущая АВ приближается к касательной АС.
Следовательно, предел разностного отношения
равен угловому коэффициенту касательной
в точкеA.
Отсюда следует: производная функции в
точке есть угловой коэффициент касательной
к графику этой функции в этой точке. В
этом и состоит геометрический смысл производной.
Физический смысл производной.
Пусть функция f ((t)) - закон движения (изменения координат) материальной точки, t
– время. Тогда
мгновенная скорость движения материальной точки в момент времени t
Соответственно, вторая производная функции – скорость изменения
скорости, т.е. ускорение.
Направляющие косинусы вектора – это косинусы углов, которые вектор образует с положительными полуосями координат.
Чтобы найти направляющие косинусы вектора
a= {ax; ay; az} необходимо соответствующие координаты вектора поделить на модуль вектора:
cos α = | ax | ; | cos β = | ay | ; | cos γ = | az |
|a| | |a| | |a| |
Н. к. связаны соотношением
cos2a + cos2b
+ cos2g = 1.
Градие́нт — вектор, показывающий направление наискорейшего возрастания некоторой величины , значение которой меняется от одной точки пространства к другой (скалярного поля).
Направление градиента
есть направление наибыстрейшего возрастания
функции. Г. ф. в данной точке перпендикулярен
поверхности уровня, проходящей через
эту точку.
Связь с производной по направлению
Используя правило дифференцирования сложной функции, нетрудно показать, что производная функции по направлению равняется скалярному произведению градиента на единичный вектор :
Таким образом, для вычисления производной по любому направлению достаточно знать градиент функции, то есть вектор, компоненты которого являются её частными производными.