Matematik
Gradient
10. januar 2008 af
MLK123 (Slettet)
Nu har jeg været igennem rigtig mange bøger og netsider med forklaringer vedr. gradienten til en funktion af flere variable. Alle siger de, at gradienten i et punkt angiver retningen, man skal bevæge sig i for at opnå den største stigning i funktionsværdien. Det jeg ikke forstår er, hvordan den så samtidig kan være vinkelret på en tangentplan i det selvsamme punkt?
Svar #1
10. januar 2008 af Erik Morsing (Slettet)
Der findes et bevis på, at hvis f(x,y) er differentiabel i punktet (a,b) for eksempel, og nabla f = f_1(x,y)*i + f_2(x,y)*j, den første afledede af vektorfunktionen, så er gradientvektoren en normal til niveaukurven af f, der passerer gennem a og b. Den vinkelrette egenskab er altså ikke en tilfældighed. Beviset går på at betragte vinklen (theta) mellem en sekant til kurven, der går over i tangenten og så se på grænseværdier, altså man srarter ved:
cos(theta)= (nablaf(a,b) prik (h*i+k*j)/(nabla f, numerisk)*sqr(h^2+k^2), og så tage den derfra.
Er der n variable så nabla f(x_1,x_2,x_3,...,x_n), så taler man om en "niveau overflade", altså ikke en rigtig overflade men en pseudooverflade, som vektoren er normal til. Det er en såkaldt hyperoverflade med ligningen f(x_1,x_2,x_3,...,x_n) = f (P_0).
Man fører egentlig bare tanken videre fra tre dimentioner til n dimensioner.
Teorien og beviserne er ret så omfattende, så det kan jeg ikke hjælpe dig med her.
cos(theta)= (nablaf(a,b) prik (h*i+k*j)/(nabla f, numerisk)*sqr(h^2+k^2), og så tage den derfra.
Er der n variable så nabla f(x_1,x_2,x_3,...,x_n), så taler man om en "niveau overflade", altså ikke en rigtig overflade men en pseudooverflade, som vektoren er normal til. Det er en såkaldt hyperoverflade med ligningen f(x_1,x_2,x_3,...,x_n) = f (P_0).
Man fører egentlig bare tanken videre fra tre dimentioner til n dimensioner.
Teorien og beviserne er ret så omfattende, så det kan jeg ikke hjælpe dig med her.
Svar #2
10. januar 2008 af MLK123 (Slettet)
Jo, men hvis gradienten står vinkelret på en niveaukurve af f til punktet P, vil det så ikke betyde at den er parallel med xy-planen? Og hvis det er tilfældet, hvordan kan man så konkludere at den også står vinkelret på tangentplanen i P?
Svar #3
10. januar 2008 af DanielPetersen (Slettet)
#2 Så behøves den ikke at være parallel med xy-planen. Det er en forkert tanke.
#1 Erik, jeg troede ikke at du hjælp med det naturvidenskabelige? :)
#1 Erik, jeg troede ikke at du hjælp med det naturvidenskabelige? :)
Skriv et svar til: Gradient
Du skal være logget ind, for at skrive et svar til dette spørgsmål. Klik her for at logge ind.
Har du ikke en bruger på Studieportalen.dk?
Klik her for at oprette en bruger.
