方向导数002:沿曲线与射线的动态可视化

方向导数002:沿曲线与射线的动态可视化
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2018-02-28 10:55
① 本范例通过GeoGebra动态演示了二元函数在某一点沿指定方向的方向导数,直观展示切平面与方向斜率的关系。② 核心数学概念是方向导数,即函数在一点沿单位向量方向的变化率,涉及梯度、偏导数、切平面以及向量分解。③ 作图要点:使用Ray(射线)定义方向,CurveCartesian(参数曲线)绘制函数曲面上的路径,Vector(向量)表示方向向量与梯度;对象包括函数f、点A、B、g、C、D、参数a、t、点E以及向量u,通过滑块控制方向角,实时更新数值。④ 适合大学微积分或多元函数课程教学,也可用于AP Calculus BC或工程数学的直观演示,帮助学生理解方向导数与梯度的几何意义,以及方向变化对斜率的影响。

GeoGebra 命令及参数

  1. Ray(A, B) → g
  2. CurveCartesian((x(A) + (s * x(C)), y(A) + (s * y(C)), f(x(A) + (s * x(C)), y(A) + (s * y(C)))), s, 0, 10) → a
  3. Vector(A, B) → u