Пример №1. Дана функция z=z(x,y), точка A(x0,y0) и вектор a. Найти: 1) grad z в точке А; 2) производную данной функции в точке А в направлении вектора a.Решение. z = 5*x^2*y+3*x*y^2 Градиентом функции z = f(x,y) называется вектор, координатами которого являются частные производные данной функции, т.е.:
Находим частные производные:
Тогда величина градиента равна:
Найдем градиент в точке А(1;1)
или
Модуль grad(z):
Направление вектора-градиента задаётся его направляющими косинусами:
Найдем производную в точке А по направлению вектора а(6;-8).
Найти направление вектора - значит найти его направляющие косинусы:
Модуль вектора |a| равен:
тогда направляющие косинусы:
Для вектора a имеем:
Если ∂z/∂a > 0, то заданная функция в направлении вектора a возрастает. Если ∂z/∂a < 0, то заданная функция в направлении вектора a убывает.Пример №2. Даны z=f(x; y), А(х0, у0). Найти а) градиент функции z=f(x; y) в точке А. б) производную в точке А по направлению вектора а.Пример №3. Найти полный дифференциал функции, градиент и производную вдоль вектора l(1;2). z = ln(sqrt(x^2+y^2))+2^xРешение. Градиентом функции z = f(x,y) называется вектор, координатами которого являются частные производные данной функции, т.е.:
Находим частные производные:
Тогда величина градиента равна:
Найдем производную в точке А по направлению вектора а(1;2).
Найти направление вектора - значит найти его направляющие косинусы:
Модуль вектора |a| равен:
тогда направляющие косинусы:
Для вектора a имеем:
Если ∂z/∂a > 0, то заданная функция в направлении вектора a возрастает. Если ∂z/∂a < 0, то заданная функция в направлении вектора a убывает.Пример №4. Дана функция . Найти: 1) gradu в точке A(5; 3; 0); 2) производную в точке А в направлении вектора . Решение. 1. . Найдем частные производные функции u в точке А. ;; , . Тогда 2. Производную по направлению вектора в точке А находим по формуле . Частные производные в точке А нами уже найдены. Для того чтобы найти , найдем единичный вектор вектора . , где . Отсюда .Пример №5. Даны функция z=f(x), точка А(х0, у0) и вектор a. Найти: 1) grad z в точке А; 2) производную в точке А по направлению вектора a. Решение. Находим частные производные:
Тогда величина градиента равна:
Найдем градиент в точке А(1;1)
или
Модуль grad(z):
Направление вектора-градиента задаётся его направляющими косинусами:
Найдем производную в точке А по направлению вектора а(2;-5).
Найти направление вектора - значит найти его направляющие косинусы:
Модуль вектора |a| равен:
тогда направляющие косинусы:
Для вектора a имеем:
Поскольку ∂z/∂a < 0, то заданная функция в направлении вектора a убывает.
1) Пара (1; 2) не подходит ко 2 уравнению.
3*1 - 2*2 + 2 = 3 - 4 + 2 = 1
Пара (-3; -1) не подходит к 1 уравнению.
2(-3) - (-1) = -6 + 1 = -5
Пара (2; 4) подходит к обоим уравнениям.
2*2 - 4 = 4 - 4 = 0
3*2 - 2*4 + 2 = 6 - 8 + 2 = 0
ответ: (2; 4)
2) Пара (1; 2) не подходит ко 2 уравнению.
5*1 - 2*2 + 1 = 5 - 4 + 1 = 2
Пара (-3; -1) не подходит к 1 уравнению.
2(-3) - 1 - 4 = -6 - 5 = -11
Пара (2; 4) не подходит к 1 уравнению.
2*2 + 4 - 4 = 4 + 0 = 4
Очевидно, в условии опечатка во 2 уравнении. Должно быть так:
{ 2x + y - 4 = 0
{ 5x - 2y - 1 = 0
Тогда пара (1; 2) подходит к обоим уравнениям.
2*1 + 2 - 4 = 2 + 2 - 4 = 0
5*1 - 2*2 - 1 = 5 - 4 - 1 = 0
ответ: (1; 2)