Производная по направлению

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 02 Июня 2012 в 11:32, реферат

Описание работы

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.

Файлы: 1 файл

Производная по направлению.doc

— 60.00 Кб (Скачать файл)
 

 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 равна угловому коэффициенту касательной к графику функции f(x) в этой точке.

Рассмотрим  график функции ):

Из рис.1 видно, что для любых двух точек и графика функции:  xf(x0+ x)−f(x0)=tg , где  - угол наклона секущей AB.  
Таким образом, разностное отношение равно угловому коэффициенту секущей.  
Если зафиксировать точку 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.


Информация о работе Производная по направлению