方向导数演示 by Mike Hopper
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这个范例演示了方向导数的几何意义,通过可视化展示函数在某一点沿任意方向的变化率。涉及的核心数学概念包括导数、向量、梯度以及函数图像。作图要点使用了GeoGebra的Circle(圆)、Point(点)、Vector(向量)、Function(函数)、Derivative(导数)、grad(梯度)等命令和对象来构建函数图像、梯度向量和方向导数线。适合大学微积分课程或数学爱好者学习方向导数的直观理解。
GeoGebra 命令及参数
Circle(P, 1) → tPoint(t) → BDerivative(f(x, y), x) → fxDerivative(f(x, y), y) → fyVector(P, P + (fx(x(P), y(P)), fy(x(P), y(P)))) → gradImplicitCurve(f(x, y) - f(x(P), y(P))) → cImplicitCurve(f(x, y)) → dImplicitCurve(f(x, y) - 1) → gImplicitCurve(f(x, y) - 2) → hImplicitCurve(f(x, y) - 3) → iImplicitCurve(f(x, y) - 4) → jImplicitCurve(f(x, y) - 5) → kImplicitCurve(f(x, y) + 1) → lImplicitCurve(f(x, y) + 2) → mImplicitCurve(f(x, y) + 3) → nImplicitCurve(f(x, y) + 4) → oImplicitCurve(f(x, y) + 5) → pPlane(P, P', P + (fx(x(P), y(P)), fy(x(P), y(P)))) → rCurveCartesian(x(P) + (fx(x(P), y(P)) * w), y(P) + (fy(x(P), y(P)) * w), w, -100, 100) → qCurveCartesian(x(P') + (fx(x(P), y(P')) * Q), y(P') + (fy(x(P), y(P)) * Q), z(P') + ((fx(x(P), y(P))^(2) + fy(x(P), y(P))^(2)) * Q), Q, -100, 100) → eTextfield(f) → InputBox1Textfield(Px) → InputBox2Textfield(Py) → InputBox3Length(grad) → normgradSegment(P'', P') → sFunction(f(x(P'), y(P')) + (fx(x(P'), y(P')) * (x - x(P'))) + (fy(x(P'), y(P')) * (y - y(P'))), x(P) - 1, x(P) + 1, y(P) - 1, y(P) + 1) → bRotate(B, θ, P) → AVector(P, A) → uOrthogonalLine(P, u, xOyPlane) → f_1OrthogonalPlane(P'', f_1) → vIntersectPath(v, f) → wIntersectPath(v, b) → a_1Angle(B, P, A) → βTextfield(θ) → InputBox4Point(zAxis) → CIntersect(zAxis, xAxis) → DVector(C, D) → u_1Point(yAxis) → EVector(E, D) → v_1Point(xAxis) → FVector(F, D) → w_1Element(list1, faces) → Selectedvector
AI 绘图提示语参考
画一个函数的图形,显示其在某点的梯度向量和方向导数。首先画出原点并围绕它画一个圆,圆上的点连接到原点形成向量。接着,根据函数在该点的偏导数画出梯度向量,并用隐式曲线画出函数的等高线。再画出多条平行于等高线的曲线,表示不同高度。最后,从梯度向量出发,画出沿任意方向的方向导数线,展示函数在该方向上的变化率。
以上提示语为根据原始绘图命令整理而来,仅供参考。