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梯度計算器

多元函數梯度線上計算機,輸入多元函數與一點,自動求出梯度向量 ∇f 及其模,指出最速上升方向,適合多元微分與方向導數學習。

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∇f = (f_x, f_y, f_z)
含 z 即三維,例如 x^2+y^2+z^2

📖 使用教學|梯度

一、定義
梯度 ∇f = (f_x, f_y, f_z) 是由各偏導構成的向量。它指向函數最速上升方向,其模 |∇f| 為最大方向導數。
二、符號說明
∇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
  • 數值求各偏導組成向量;
  • 計算向量模;
  • 該方向即最速上升方向。
四、操作步驟
  1. 輸入 f(含 z 即三維);
  2. 輸入點坐標;
  3. 點擊「計算」。
五、範例
範例:f=x²+y² 在 (1,1)。
解:∇f=(2x,2y)=(2,2),|∇f|=√8≈2.828,指向東北方向最速上升。
六、易錯點
梯度是向量,不是純量;
梯度方向垂直於等值線(面);
二維 z₀ 留空即可。

❓ 常見問題|梯度

梯度的幾何意義?
垂直於等值線指向函數增大最快方向。
梯度和方向導數關係?
D_u f=∇f·u,最大方向導數即 |∇f|。
為什麼梯度模重要?
它告訴你在該點變化最快能有多快。
三維函數怎麼輸入?
在表示式裡寫 z,並填 z₀。
梯度為零是什麼點?
駐點,可能是極值或鞍點。