梯度与方向导数:几何与微积分的结合
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所属专题
MATH1052-edX
本范例通过GeoGebra演示梯度与方向导数的几何意义。核心数学概念包括导数、方向导数和向量分析。作图要点涉及使用Circle、Point、Derivative等命令构造函数图像并计算梯度向量。适合高中生或大学低年级学生用于理解微积分基础概念。
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
绘制一个三维坐标系,包含一个二元函数的曲面及其等高线族(从函数值减5到加5的等距曲线)。在曲面上选取一点,显示该点的梯度向量(沿最陡上升方向),并构造过该点且包含梯度向量的平面,该平面与曲面相交形成一条曲线,同时画出该点处的切平面。在曲面上另取一点,用一条线段连接两点,并显示该点处沿任意方向的导数对应的方向向量。添加可调节的输入框,用于修改函数表达式、点的坐标和旋转角度,并显示梯度向量的长度。
以上提示语为根据原始绘图命令整理而来,仅供参考。