题目
设u=u(x,y,z),则梯度u=u(x,y,z)A、对B、错
设
,则梯度
A、对
B、错
题目解答
答案
梯度的本意是一个向量(矢量),表示某一函数在该点处的方向导数沿着该方向取得最大值,即函数在该点处沿着该方向(此梯度的方向)变化最快,变化率最大(为该梯度的模)。而题目所给的
是一个具体的数,因此可以得到本题答案为:错。
解析
梯度是向量微积分中的重要概念,表示标量场在某一点的最大方向导数及其方向。其本质是一个向量,而非标量。题目中将三个偏导数直接相加,得到的是一个标量,因此错误。
关键点:
- 梯度的定义是向量形式,各偏导数为分量;
- 题目中的表达式错误地将分量相加,导致结果为标量。
梯度的正确形式:
对于标量函数 $u(x,y,z)$,其梯度为:
$\text{grad}\,u = \nabla u = \left( \frac{\partial u}{\partial x}, \frac{\partial u}{\partial y}, \frac{\partial u}{\partial z} \right)$
或用向量单位基底表示:
$\text{grad}\,u = \frac{\partial u}{\partial x} \mathbf{i} + \frac{\partial u}{\partial y} \mathbf{j} + \frac{\partial u}{\partial z} \mathbf{k}$
题目错误分析:
题目中将三个偏导数直接相加:
$\text{grad}\,u = \frac{\partial u}{\partial x} + \frac{\partial u}{\partial y} + \frac{\partial u}{\partial z}$
此表达式的结果是一个标量,而非向量,与梯度的定义矛盾。因此答案为错。