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梯度计算器

多元函数梯度在线计算器,输入多元函数与一点,自动求出梯度向量 ∇f 及其模,指出最速上升方向,适合多元微分与方向导数学习。

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∇f = (f_x, f_y, f_z)
含 z 即三维,例如 x^2+y^2+z^2

📖 使用教程|梯度

一、定义
梯度 ∇f = (f_x, f_y, f_z) 是由各偏导构成的向量。它指向函数最速上升方向,其模 |∇f| 为最大方向导数。
二、符号说明
∇f梯度向量
|∇f|梯度的模
∇f 方向最速上升方向
−∇f最速下降方向
三、本工具的原理
  • 数值求各偏导组成向量;
  • 计算向量模;
  • 该方向即最速上升方向。
四、操作步骤
  1. 输入 f(含 z 即三维);
  2. 输入点坐标;
  3. 点击「计算」。
五、例题
例:f=x²+y² 在 (1,1)。
解:∇f=(2x,2y)=(2,2),|∇f|=√8≈2.828,指向东北方向最速上升。
六、易错点
梯度是向量,不是标量;
梯度方向垂直于等值线(面);
二维 z₀ 留空即可。

❓ 常见问题|梯度

梯度的几何意义?
垂直于等值线指向函数增大最快方向。
梯度和方向导数关系?
D_u f=∇f·u,最大方向导数即 |∇f|。
为什么梯度模重要?
它告诉你在该点变化最快能有多快。
三维函数怎么输入?
在表达式里写 z,并填 z₀。
梯度为零是什么点?
驻点,可能是极值或鞍点。