【梯度,方向导数,以及梯度方向为什么是函数增长最快的方向】

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【梯度,方向导数,以及梯度方向为什么是函数增长最快的方向】

2024-07-12 09:11| 来源: 网络整理| 查看: 265

梯度,方向导数,以及梯度方向为什么是函数增长最快的方向 结论!!!多元函数的偏导数梯度的直观展示梯度与方向导数参考链接

结论!!! 对一元函数而言,梯度是标量,有正负,梯度为负表示梯度方向沿x轴负方向,也就是函数值增大的方向!对多元函数而言,梯度是向量,有方向,有数量,梯度的方向是 函数值增加最快 的方向, 梯度的模的大小是 该点处方向导数的最大值(方向导数是一个标量)。 多元函数的偏导数

以二元函数f(x,y)为例,偏导数fx的几何意义是沿着平行于x轴方向上的函数值的变化率,偏导数fy 是沿着平行于y轴方向上的函数值的变化率。(类比“控制变量法”) 可微、偏导与方向导数的存在关系

梯度的直观展示

以二元函数 f(x,y) = x2 - y2 为例,箭头的方向就是梯度的方向,箭头的大小代表梯度的模长。 梯度直观展示的例子

梯度与方向导数

若二元函数f(x,y)在点p处可微,则其在该点处的方向导数Du f§和梯度▽f§存在,且 Du f ( p) = ▽ f ( p) · u,即函数f 在点p处 沿方向向量u 的方向导数(也就是函数值的变化率)等于 该点的梯度向量 与方向向量u的点积

梯度与最大变化率的关系 即,函数f在p点的函数值 沿 梯度的方向 增加的最快,沿梯度的负方向 函数值 减小的最快。 记住记住记住,梯度的方向就是函数值增加最快的方向!!!

参考链接

1.知乎链接:https://www.zhihu.com/question/29151564 (石溪的回答) 2.csdn专栏链接:https://blog.csdn.net/weixin_43716250/category_10520703.html (专栏付费) 3.csdn:为什么梯度方向一定是函数增大的方向? (清楚明晰) 4.csdn:机器学习–什么是梯度?为什么梯度方向就是函数上升最快的方向?本文将给你解惑(向量点积矩阵计算讲的很清楚,上升最快讲的个人感觉不够明晰) 5.csdn:为什么梯度是上升方向,梯度下降要取负 6.csdn:向量 点乘 叉乘求导总结



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