题目
求函数f(x,y)=xy在点(2,3)处沿从点(2,3)到点(3,3+sqrt (3))的方向的方向导数.
求函数f(x,y)=xy在点(2,3)处沿从点(2,3)到点
的方向的方向导数.
的方向的方向导数.题目解答
答案
正确答案:方向

解析
步骤 1:确定方向向量
从点(2,3)到点$(3,3+\sqrt {3})$的方向向量为$\vec{i} = \{3-2, 3+\sqrt{3}-3\} = \{1, \sqrt{3}\}$。
步骤 2:计算偏导数
函数$f(x,y)=xy$的偏导数为$\frac{\partial f}{\partial x}=y$和$\frac{\partial f}{\partial y}=x$。
步骤 3:计算方向导数
方向导数$\frac{\partial f}{\partial l}$由公式$\frac{\partial f}{\partial l}=\frac{\partial f}{\partial x}\cdot \cos \alpha +\frac{\partial f}{\partial y}\cdot \cos \beta$给出,其中$\cos \alpha$和$\cos \beta$分别是方向向量$\vec{i}$在x轴和y轴上的单位分量。方向向量$\vec{i} = \{1, \sqrt{3}\}$的单位向量为$\{\frac{1}{2}, \frac{\sqrt{3}}{2}\}$,因此$\cos \alpha = \frac{1}{2}$,$\cos \beta = \frac{\sqrt{3}}{2}$。将偏导数和单位向量代入公式,得到$\frac{\partial f}{\partial l} = y\cdot \frac{1}{2} + x\cdot \frac{\sqrt{3}}{2}$。
步骤 4:计算在点(2,3)处的方向导数
将点(2,3)的坐标代入方向导数的表达式,得到$\frac{\partial f}{\partial l} = 3\cdot \frac{1}{2} + 2\cdot \frac{\sqrt{3}}{2} = \frac{3}{2} + \sqrt{3}$。
从点(2,3)到点$(3,3+\sqrt {3})$的方向向量为$\vec{i} = \{3-2, 3+\sqrt{3}-3\} = \{1, \sqrt{3}\}$。
步骤 2:计算偏导数
函数$f(x,y)=xy$的偏导数为$\frac{\partial f}{\partial x}=y$和$\frac{\partial f}{\partial y}=x$。
步骤 3:计算方向导数
方向导数$\frac{\partial f}{\partial l}$由公式$\frac{\partial f}{\partial l}=\frac{\partial f}{\partial x}\cdot \cos \alpha +\frac{\partial f}{\partial y}\cdot \cos \beta$给出,其中$\cos \alpha$和$\cos \beta$分别是方向向量$\vec{i}$在x轴和y轴上的单位分量。方向向量$\vec{i} = \{1, \sqrt{3}\}$的单位向量为$\{\frac{1}{2}, \frac{\sqrt{3}}{2}\}$,因此$\cos \alpha = \frac{1}{2}$,$\cos \beta = \frac{\sqrt{3}}{2}$。将偏导数和单位向量代入公式,得到$\frac{\partial f}{\partial l} = y\cdot \frac{1}{2} + x\cdot \frac{\sqrt{3}}{2}$。
步骤 4:计算在点(2,3)处的方向导数
将点(2,3)的坐标代入方向导数的表达式,得到$\frac{\partial f}{\partial l} = 3\cdot \frac{1}{2} + 2\cdot \frac{\sqrt{3}}{2} = \frac{3}{2} + \sqrt{3}$。