Tips 1: Hur man hittar gradienten för en funktion
Tips 1: Hur man hittar gradienten för en funktion
gradient funktioner - en vektorkvantitet, ett konstaterande som är relaterad till definitionen av partiella derivator av funktioner. Riktningen för gradienten indikerar banan för brantaste tillväxtfunktion från en punkt till en annan skalära fält.
instruktion
1
Att lösa problemet på gradienten av en funktionMetoden för differentialkalkyl används, nämligen bestämning av partiella derivat av den första ordningen i tre variabler. Det antas här att själva funktionen och alla dess partiella derivat har egenskapen av kontinuitet i domänen av definitionen av funktionen.
2
En gradient är en vektor vars riktningindikerar riktningen för den maximalt snabba ökningen i funktionen F. För detta väljes två punkter M0 och M1 på grafen, vilka är ändarna av vektorn. Graden av gradienten är lika med ökningstakten för funktionen från punkt M0 till punkt M1.
3
Funktionen är differentierbar på alla punkter av dettavektor därför är alla dess partiella derivat utsprång av vektorn på koordinataxlarna. Sedan ser gradientformeln ut så här: grad = (∂F / ∂x) • i + (∂F / ∂y) • j + (∂F / ∂z) • k, där jag, j, k är koordinaterna för enhetsvektorn. Med andra ord är gradienten av en funktion en vektor vars koordinater är dess partiella derivatgrad F = (∂F / ∂x, ∂F / ∂y, ∂F / ∂z).
4
Exempel 1. Låt funktionen F = sin (x • z²) / y ges. Det är nödvändigt att hitta sin gradient vid punkten (π / 6, 1/4, 1).
5
Reshenie.Opredelite partiella derivator för varje variabel: F'_h = 1 / y • cos (x • Z ^) • Z ^; F'_y = sin (x • Z ^) • (-1) • 1 / (Y ^); F ' _z = 1 / y • cos (x • z²) • 2 • x • z.
6
Ersätt de kända värdena för punktens koordinater: F'_x = 4 • cos (π / 6) = 2 • √3; F'_y = sin (π / 6) • (-1) • 16 = -8; F'_z = 4 • cos (π / 6) • 2 • π / 6 = 2 • π / √3.
7
Använd formeln för gradienten av funktionen: stor F = 2 • √3 • i - 8 • j + 2 • π / √3 • k.
8
Exempel 2. Hitta koordinaterna för gradienten för funktionen F = y • arсtg (z / x) vid punkten (1, 2, 1).
9
Lösningen.F'_h = 0 • arstg (z / x) + y • (arstg (z / x)) '_ x = y • 1 / (1 + (z / x) ²) • (-z / H²) = -y • z / (H² • (1 + (z / x) ²)) = -1; F'_y = 1 • arstg (z / x) = arstg 1 = π / 4; F'_z = 0 • arstg (z / x) + y • (arstg (z / x)) '_ z = y • 1 / (1 + (z / x) ²) • 1 / x = y / (x • (1 + (z / x) ² )) = 1.grid = (-1, π / 4, 1).
Tips 2: Hur man hittar gradienten för ett skalärfält
Graden av ett skalärfält är en vektormängd. För att hitta det måste vi bestämma alla komponenter i motsvarande vektor, baserat på kunskap om fördelningen av skalärfältet.
instruktion
1
Läs i läroboken om högre matematik somär gradienten för skalärfältet. Såsom är känt har denna vektormängd en riktning som kännetecknas av den maximala minskningsgraden för skalärfunktionen. Denna känsla av en given vektorkvantitet är motiverad av ett uttryck för bestämning av dess komponenter.
2
Kom ihåg att någon vektor bestäms av kvantiteternadess komponent. Komponenterna i vektorn är faktiskt utskjutningar av denna vektor på en eller annan koordinataxel. Således, om ett tredimensionellt utrymme anses, måste vektorn ha tre komponenter.
3
Skriv ner hur vektorns komponenter bestäms,vilket är gradienten i något fält. Var och en av koordinaterna för denna vektor är ett derivat av skalärpotential variabeln koordinat beräknas. Det vill säga, om du vill beräkna '' X '' komponent gradientvektorn området är det nödvändigt att skilja en skalär funktion av variabeln "X". Observera att derivatet måste vara privat. Det innebär att när vi differentiera andra variabler som inte deltar i den, måste betraktas som konstanter.
4
Skriv ett uttryck för skalärfältet. Som du vet, innebär denna term endast en skalär funktion av flera variabler, vilka också är skalar kvantiteter. Antalet variabler i en skalärfunktion begränsas av rymdens dimension.
5
Differentiera den separata skalärfunktionen medvarje variabel. Som ett resultat kommer du att få tre nya funktioner. Skriv varje funktion i uttrycket för gradientvektorn i skalärfältet. Var och en av de erhållna funktionerna är faktiskt en koefficient för enhetsvektorn för en given koordinat. Således bör den slutliga gradientvektorn se ut som ett polynom med koefficienter i form av derivatfunktioner.
Tips 3: Hur man hittar gradienten
När man överväger problem med begreppet gradient, uppfattas funktionerna som skalarfält. Därför är det nödvändigt att införa lämplig notering.
Du behöver
- - Boom;
- - handtaget
instruktion
1
Låt funktionen ges av tre argument u = f (x,y, z). Det partiella derivatet av en funktion, t ex med avseende på x, definieras som derivatet med avseende på detta argument, erhållet med de återstående argumenten. För resten av argumenten är liknande. Noteringen av det partiella derivatet är skrivet i formuläret: df / dx = u'x ...
2
Den totala differentialen kommer att vara lika med du = (df / dx) dx +(Df / dy) dy + (df / dz) dz.Chastnye derivat kan förstås som derivat i riktningarna för koordinataxlar. Därmed uppkommer frågan om att finna ett derivat förutbestämd riktningsvektor s vid punkten M (x, y, z) (kom ihåg som anger riktningen för enhetsvektom s, enhetsvektom s ^ o). Den vektor-arguments avvikelsen {dx, dy, dz} = {dscos (alfa) dssos (beta) dssos (gamma)}.
3
Med hänsyn till formen av den totala differentialen du,dra slutsatsen att derivatet av riktning-Niju s vid punkt M är lika med: (du / dS) | M = ((df / dx) | M) cos (alfa) + ((df / dy) | M) cos (beta) + ((df / dz) | M) cos (gamma) .Om s = s (sx, sy, sz), sedan riktningscosinus {cos (alfa), cos (beta) cos (gamma)} är beräknas (se. 1a).
4
Definitionen av ett derivat med avseende på en riktning, förutsattpunkten M av variabeln kan skrivas om som skalärprodukten: (du / dS) = ({df / dx, df / dy, df / dz}, {cos (alfa), cos (beta) cos (gamma)}) = (grad u, s ^ o). Detta uttryck kommer att gälla för ett skalärfält. Om vi betraktar en funktion-ning, den gradf - en vektor som har koordinater sammanfallande partiell f (x, y, z) .gradf (x, y, z) = {{df / dx, df / dy, df / = dz}) = (df / dx) i + (df / dy) j + (df / dz) k. Här, (i, j, k) - vektorer för det rektangulära koordinataxlarna i ett kartesiskt koordinatsystem.
5
Om du använder differentialvektorhamiltonianoperatör, då kan gradf skrivas som multiplikationen av denna operatörvektor av skaläret f (se fig 1b). Ur förbindelsens gradf c synsvinkel med avseende på riktningen är likheten (gradf, s ^ o) = 0 möjlig om dessa vektorer är ortogonala. Därför definieras gradf ofta som riktningen för den snabbaste förändringen i skalärfältet. Och ur synvinkel av differentialoperationer (gradf är en av dem) upprepar egenskaperna hos gradf exakt egenskaperna för differentiering av funktioner. I synnerhet om f = uv, då gradf = (vgradu + u gradv).
Tips 4: Hur man ritar en lutning
gradient Det är ett verktyg i grafiska redaktörer som utför fyllningen av konturen med en smidig övergång från en färg till en annan. gradient kan ge konturen en volym effekt, simulerabelysning, ljusets ljus på objektets yta eller effekten av solnedgången på fotografens bakgrund. Det här verktyget används ofta, så det är väldigt viktigt att lära sig hur man använder det för att bearbeta fotografier eller skapa illustrationer.
Du behöver
- Dator, grafisk redaktör Adobe Photoshop, Corel Draw, Paint.Net eller annat.
instruktion
1
Öppna en bild i programmet eller skapa en ny. Skapa en sökväg eller välj önskat område i bilden.
2
Slå på lutningsverktyget på verktygsfältetverktyg för grafikredigeraren. Placera muspekaren på punkten inuti det valda området eller konturen, där den första färgen på gradienten börjar. Håll ned vänster musknapp. Flytta markören till den punkt där gradienten ska gå till den sista färgen. Släpp vänster musknapp. Den valda sökvägen fyller fyllningen med en lutning.
3
gradientDu kan ange insyn, färger och derasförhållandet vid en viss punkt av hällning. För att göra detta, öppna fönstret för att redigera gradienten. För att öppna redigeringsfönstret i Photoshop - klicka på gradientprovet i panelen "Alternativ".
4
I det öppnade fönstret, i form av exempel, visas tillgängliga alternativ för gradientfyllning. Om du vill redigera ett av alternativen markerar du det genom att klicka med musen.
5
Ett prov visas längst ner i fönstretgradient i form av en bred skala som glidarna är belägna på. Glidarna anger de punkter där gradienten ska ha de angivna egenskaperna, och i intervallet mellan glidarna passerar färgen jämnt från den andra punkten som anges vid den första punkten.
6
Skjutreglage som ligger längst uppVågar anger gradientens genomskinlighet. För att ändra transparensen, klicka på önskad reglage. Under skalan visas ett fält där du anger önskad grad av transparens i procent.
7
Glidarna längst ner på skalan anger gradientfärger. Genom att klicka på en av dem kan du välja vilken färg du vill ha.
8
gradient kan ha flera övergångsfärger. För att ange en annan färg - klicka på ledigt utrymme längst ner på skalan. Det kommer att finnas en annan reglage på den. Ange önskad färg för den. Skalan visar ett gradientprov med ytterligare en punkt. Du kan flytta reglaget genom att hålla dem med vänster musknapp för att uppnå önskad kombination.
9
gradientDet finns flera typer som kan geforma platta konturer. Till exempel för att göra formen av omkretsen av kulan spåret gradienten används, och för att ge en konform - konisk. Att ge en illusion ytan konvexitet kan använda gradienten av spegeln, och diamant-gradient kan användas för att skapa reflexer.