题目
设u=2xy-z 2 ,则u在点M(2,-1,1)处的梯度为 ____ i +4 j -2 k -2 i +4 j -2 k .
设u=2xy-z 2 ,则u在点M(2,-1,1)处的梯度为 ____
i +4 |
j |
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k |
-2
+4
-2
. |
i |
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j |
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k |
题目解答
答案
由u=2xy-z 2 ,得
u x | (2,-1,1) =-2,u y | (2,-1,1) =4,u z | (2,-1,1) =-2
∴u在点M(2,-1,1)处的梯度为-2
+4
-2
u x | (2,-1,1) =-2,u y | (2,-1,1) =4,u z | (2,-1,1) =-2
∴u在点M(2,-1,1)处的梯度为-2
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i |
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j |
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k |
解析
步骤 1:计算偏导数
首先,我们需要计算函数u=2xy-z^{2}在点M(2,-1,1)处的偏导数。偏导数是函数在某一点处沿坐标轴方向的变化率。
步骤 2:计算u关于x的偏导数
u关于x的偏导数为u_x=2y。将点M(2,-1,1)的坐标代入,得到u_x|_{(2,-1,1)}=-2。
步骤 3:计算u关于y的偏导数
u关于y的偏导数为u_y=2x。将点M(2,-1,1)的坐标代入,得到u_y|_{(2,-1,1)}=4。
步骤 4:计算u关于z的偏导数
u关于z的偏导数为u_z=-2z。将点M(2,-1,1)的坐标代入,得到u_z|_{(2,-1,1)}=-2。
步骤 5:计算梯度
函数u在点M(2,-1,1)处的梯度为∇u=(u_x,u_y,u_z)=(-2,4,-2)。
首先,我们需要计算函数u=2xy-z^{2}在点M(2,-1,1)处的偏导数。偏导数是函数在某一点处沿坐标轴方向的变化率。
步骤 2:计算u关于x的偏导数
u关于x的偏导数为u_x=2y。将点M(2,-1,1)的坐标代入,得到u_x|_{(2,-1,1)}=-2。
步骤 3:计算u关于y的偏导数
u关于y的偏导数为u_y=2x。将点M(2,-1,1)的坐标代入,得到u_y|_{(2,-1,1)}=4。
步骤 4:计算u关于z的偏导数
u关于z的偏导数为u_z=-2z。将点M(2,-1,1)的坐标代入,得到u_z|_{(2,-1,1)}=-2。
步骤 5:计算梯度
函数u在点M(2,-1,1)处的梯度为∇u=(u_x,u_y,u_z)=(-2,4,-2)。