作者chendaolong (JoJo A Go!Go!)
看板Physics
标题Re: [问题] 请问梯度 散度 和旋度的最初定义
时间Tue Dec 1 23:19:20 2009
先讲梯度
当我们研究一个场函数时(也就是某个函数随着空间变化)
我们会想要知道这个函数会随着哪个方向做怎样的变化
→ →
假设一个纯量场 f(x) ,我们想要知道沿着 n 方向它做怎样的变化
用数学式来表示就是
→ → → →
f(x + hn) - f(x) def ∂f(x)
lim ------------------- = --------
h→0 h →
∂n
→
这里用到极限是因为我们只须探讨在 x 点沿任一方向的变化趋势
当要探讨任意远的变化时,可以用积分把它积出来
後面的定义只是符号表示,并不是说向量可以写在分母上
要探讨这个极限,我们先看另一个等价的东西
→ → → →
d → → | [f(x + (h+Δh)n) - f(x + hn)]|
---- f(x + hn) | = lim -----------------------------| =
dh |h=0 Δh→0 Δh |h=0
→ → →
f(x + Δhn) - f(x)
lim -------------------
Δh→0 Δh
跟上面的定义等价
而
∂f(x +hn ) ∂(x +hn )
d → → 3 i i i i
---- f(x + hn) = Σ ------------ * ----------
dh i=1 ∂(x +hn ) ∂h
i i
→
∂f(x) → → →
= --------‧n = ▽f‧n
→
∂x
→ → → → →
所以在 x 上的纯量场 f(x) 沿着 n 方向的邻近变化量为 ▽f‧n
上面的‧是内积
→ →
当 n 跟 ▽f 同方向的时候,它有最大值
→
所以 ▽f 的意义为 f 沿着某个方向会有最大变化量,那个方向就是梯度的方向
散度跟旋度不画图好像很难讲 = =
※ 引述《Rogii (Rogii)》之铭言:
: 如题,梯度,散度跟旋度
: 有很多种表示方式
: 比如说我们可以把他表是成积分的样子
: 微分的样子等等......
: 但一直不太了解,他最初的定义是甚麽呢?
: 如果他有这麽多种表示方式.......那他的定义到底是甚麽@@?
: 还请高手解惑.....一直不是很了解.....
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※ 发信站: 批踢踢实业坊(ptt.cc)
◆ From: 114.27.147.189
1F:→ chendaolong:最後一句话好像有点再绕口令...其实▽f包含了两个资讯 12/01 23:38
2F:→ chendaolong:一个是最大值,另一个是方向 12/01 23:38
3F:→ ntust661:推 12/02 00:38
4F:推 nidoran:一定打得很久 推耐心! 12/02 01:12
5F:→ chendaolong:补充一下第一个定义是方向导数的定义,沿着n方向的导 12/02 20:39
6F:→ chendaolong:数 12/02 20:39
7F:推 h888512:第一个是方向导数吧 12/03 00:38