Пусть в некоторой области
задана функция
и точка
. Проведем из точки
вектор
, направляющие косинусы которого
. На векторе
, на расстоянии
от его начала рассмотрим точку
, т.е.
.
Будем предполагать, что функция
и ее частные производные первого порядка непрерывны в области
.
Предел отношения
при
называется производной от функции
в точке
по направлению вектора
и обозначается
, т.е.
.
Для нахождения производной от функции
в заданной точке
по направлению вектора
используют формулу:
,
где
– направляющие косинусы вектора
, которые вычисляются по формулам:
.
Пусть в каждой точке некоторой области
задана функция
.
Вектор, проекциями которого на оси координат являются значения частных производных этой функции в соответствующей точке, называется градиентом функции
и обозначается
или
(читается «набла у»):.
При этом говорят, что в области
определено векторное поле градиентов.
Для нахождения градиента функции
в заданной точке
используют формулу:
.
Свойства градиента
1. Производная в данной точке по направлению вектора
имеет наибольшее значение, если направление вектора
совпадает с направлением градиента. Это наибольшее значение производной равно
.
2. Производная по направлению вектора, перпендикулярного к вектору
, равна нулю.