梯度

梯度

微積分學術語
在向量微積分中,标量場的梯度是一個向量場。标量場中某一點上的梯度指向标量場增長最快的方向,梯度的長度是這個最大的變化率。更嚴格的說,從歐幾裡得空間Rn到R的函數的梯度是在Rn某一點最佳的線性近似。在這個意義上,梯度是雅可比矩陣的一個特殊情況。在單變量的實值函數的情況,梯度隻是導數,或者,對于一個線性函數,也就是線的斜率。梯度一詞有時用于斜度,也就是一個曲面沿着給定方向的傾斜程度。可以通過取向量梯度和所研究的方向的點積來得到斜度。梯度的數值有時也被稱為梯度。
    中文名:梯度 外文名:gradient 定義: 學科:微積分學

詳細介紹​

設體系中某處的物理參數(如溫度、速度、濃度等)為w,在與其垂直距離的dy處該參數為w+dw,則稱為該物理參數的梯度,也即該物理參數的變化率。如果參數為速度、濃度、溫度或空間,則分别稱為速度梯度、濃度梯度、溫度梯度或空間梯度。

在向量微積分中,标量場的梯度是一個向量場。标量場中某一點上的梯度指向标量場增長最快的方向,梯度的長度是這個最大的變化率。更嚴格的說,從歐氏空間Rn到R的函數的梯度是在Rn某一點最佳的線性近似。在這個意義上,梯度是雅戈比矩陣的一個特殊情況。

在單變量的實值函數的情況,梯度隻是導數,或者,對于一個線性函數,也就是線的斜率。

梯度一詞有時用于斜度,也就是一個曲面沿着給定方向的傾斜程度。可以通過取向量梯度和所研究的方向的點積來得到斜度。梯度的數值有時也被稱為梯度。

在二元函數的情形,設函數z=f(x,y)在平面區域D内具有一階連續偏導數,則對于每一點P(x,y)∈D,都可以定出一個向量(δf/x)*i+(δf/y)*j

這向量稱為函數z=f(x,y)在點P(x,y)的梯度,記作gradf(x,y)

類似的對三元函數也可以定義一個:(δf/x)*i+(δf/y)*j+(δf/z)*k記為grad[f(x,y,z)]

梯度的本意是一個向量(矢量),表示某一函數在該點處的方向導數沿着該方向取得最大值,即函數在該點處沿着該方向(此梯度的方向)變化最快,變化率最大(為該梯度的模)。

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