方向导数:指在函数图像某一点处沿着某个方向的导数,即可以求沿着任意方向的导数,当然在引入方向导数之前只是求沿着坐标轴的导数(如x、y方向),之前学过可以求对某个坐标轴的导数,所以要求沿着某一个方向的导数可以利用对坐标轴的导数变换得到,即沿着某一个方向的导数等于①(其中
为该方向到x轴正向的夹角)。
梯度:是一个向量,指在函数图像某一点处方向导数最大的方向,也即是沿着该方向函数值变化最快,即此向量为(,
)。
在函数图像某一点处时,由①式和梯度概念可知,当方向l为该点的梯度方向时,该点的方向导数最大,也可以证明:①式中cos2+sin2
=1的约束条件下
中函数
的最大值为
。也可以推导,梯度方向的方向导数为:
恰好该点方向导数最大值和该点梯度向量的模相等。