Matematik

bevis gradient står vinkelret på niveaukurve

02. maj 2019 af Signekas - Niveau: A-niveau

Hej, jeg sidder og laver positioner. Og jeg kan ikke finde nogen steder på nettet, hvor der er et bevis for følgende: Bevis, at gradienten står vinkelret på niveaukurven.

Jeg ville blive meget taknemmelig, hvis en ville  hjælpe med dette, og skrive hvad der sker step for step. (Gerne med ord) Så  jeg forstår matematikken bag det. 


Brugbart svar (0)

Svar #1
02. maj 2019 af oppenede

Hvis niveaukurven består af punkter i Rn og er givet ved ligningen F(x) = c, hvor F er en funktion fra Rn til Rm, så lad P : Rn-m -> Rn være en surjektiv parameterfremstilling for niveaukurven med t som parameter og med jacobimatrix J. Hver af søjlerne i J svarer til den retning P bevæger sig i når hver koordinat af t justeres.
Disse retninger/søjler udspænder tangentplanet for niveaukurven.

   F(P(t)) = c         <- gælder for alle t da P parametriserer niveaukurven
Differentier begge:
   ∇F·J = 0

Dvs. gradienten af F prikket med hver søjle af J er 0, og derfor er gradienten vinkeltret på tangentplanet.


Svar #2
02. maj 2019 af Signekas

Hej hoppende. Tak for svar :) synes godt nok ikke vi har lært noget om jacobimatrix osv.
Jeg har vedhæftet lige 2 billeder, af hvordan min lærer engang viste det på tavlen. Men jeg har svært ved at se helt præcis hvad der sker
Vedhæftet fil:20190502_173733.jpg

Svar #3
02. maj 2019 af Signekas

Fortsættelse
Vedhæftet fil:20190502_173748.jpg

Brugbart svar (0)

Svar #4
02. maj 2019 af oppenede

Hvis F(x) = c  gælder i et givet x, så for at blive i niveaukurven skal funktionsværdien af F blive ved med at være c. Dvs. den/de retning(er) x kan flyttes uden at ryge ud af niveaukurven skal have retningsafledede 0.

Den retningsafledede er prikproduktet mellem gradient og en retning, så gradienten er vinkeltret på hver retning som niveaukurven bevæger sig i fra punktet x, og derfor er gradienten vinkeltret på tangentplanet.


Skriv et svar til: bevis gradient står vinkelret på niveaukurve

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.