方向导数与梯度

方向导数是一个值,梯度是一个向量。

方向导数

顾名思义,方向导数就是某个方向上的导数。

这里的方向什么是方向?

方向导数与梯度

 这个方向是在二维的xy平面上的,而不是三维空间上的方向

函数方向导数与梯度在这个方向上的图像:

方向导数与梯度

我们知道: 

方向导数与梯度

函数方向导数与梯度 的方向导数与梯度 点在这个方向上也是有切线的,其切线的斜率就是方向导数:

方向导数与梯度

梯度

 很显然,方向导数与梯度 点不止一个方向,而是方向导数与梯度 都有方向:

方向导数与梯度

每个方向都是有方向导数的:

方向导数与梯度

 

这就引出了梯度的定义:

梯度:是一个矢量,其方向上的方向导数最大,其大小正好是此最大方向导数。

以上转载自:https://www.matongxue.com/madocs/222.html,这个文章里面有3D可拖动的图,更便于理解。

 

同济高等数学下册教材里面的关于方向导数与梯度的内容如下:

方向导数与梯度

方向导数与梯度

方向导数与梯度

方向导数与梯度

方向导数与梯度

方向导数与梯度

关于梯度下降法参考下面的文章

深入浅出--梯度下降法及其实现:https://www.jianshu.com/p/c7e642877b0e