(1)在点增加最快的方向,及在点沿该方向的;
(2)在点减小最快的方向,及在点沿该方向的;
(3)在点变化率为的方向。
(1)在点的为:
根据上一节的分析可知,在点沿方向,或者说沿增长最快,此时为:
(2)在点沿的反方向,或者说沿减少最快,此时为:
(3)可观察出或与,在点沿这两个方向的为,或者说沿这两个方向的变化率为。
(4)综上可作出下图,其中有及其对应的切向量,可看到指向上升最快的方向,切向量的反方向指向下降最快的方向;还可看到,对应的黑色虚线没有高低起伏,即变化率为。
梯度,及其对应的切向量
根据,可知该函数在点,所以可利用来求解。先计算出:
所以在点沿增长最快,沿减少最快,变化率分别为: