連續即不間斷,可導即光滑,可微的幾何意義是什麼?

時間 2021-05-05 19:06:08

1樓:魚小

這樣理解可以不可以,找乙個很小很小的平面硬片,貼在這個點上,如果按在上面不晃,這個點就可微

剛學也不懂

是不是子彈頭尖就不可微,楊桃的稜上也不可微,雨傘的傘尖也不可微

2樓:Liberal Boy

我的理解是可微超級光滑,而可導是一般光滑。

一元函式裡可微的光滑和可導的光滑並沒有多大區別,但是多元函式裡(以二元函式舉例)可微是指所有方向都非常光滑,光滑到某一點的所有切線都在乙個平面內(切平面) 數學形式角度看,定義裡的全微分就能保證它的光滑來自於"四面八方",而多元函式可導就只能保證僅在x,y軸兩個方向上光滑,其它方向不保證光滑,數學定義裡同樣看得出。

3樓:Albert

可導是在乙個方向上光滑,而可微是這一點光滑,對於一元函式可微是以直線近似代替曲線,和可導沒有什麼區別,對於二元函式可微是以平面近似代替曲面,所有切線都在乙個平面內,可偏導只代表x和y兩個方向光滑,可微能夠表示多元函式光滑也是是否光滑的判別標準。

至於你所說的幾何特徵已經很明顯了,就是是否光滑啊,導數不在乙個平面內的也很好舉例子,你把馬鞍面z=xy的y=x方向用z=0代替,原點的每個方向都可導但是不光滑而且不連續

4樓:天下無難課

在二維"平面"函式關係裡,可導就是可微的充要條件,"可導"就是Δy/Δx在Δx趨於無限小時有極限值(比如A),"可微"就是由於有這個極限在,微分dy和dx之間就可以當成是乙個線性關係。在幾何(或物理)上,就是你可以用一根直線與該曲線相切(直線只與切點碰到,不碰到曲線上其它點)。

但對於乙個曲面(不是曲線),講可微不可微就如同講能不能用乙個平面去碰觸乙個曲面,比如用你的手機螢幕去接觸乙個球體。如果你的手機屏(乙個平面)能夠只接觸到曲面上的乙個點(接觸點),而不碰到曲面上任何其它點,這個平面就稱為與該曲面在該點(接觸點)相切了,它就是乙個切平面。乙個曲面只要能有切平面,就說這個曲面是可切的,用數學的語言講,也就是這個曲面函式在該點是可微的了。

根據我們的生活經驗,用乙個平面去接觸乙個球面,這個平面肯定是乙個切面(平面只接觸到球面上的乙個點,不碰到其它點),所以球面是有切面的,從數學上講,就是球面函式是可微的。但並不是所有的3維曲面都有切平面的,比如乙個馬鞍型(不過,如果你沒看到過馬鞍,這個例子就沒法幫你搞懂了),你就沒法有這個切面(考慮到平面是無窮大的),描述馬鞍型的曲面函式就是不可微的。

那麼,啥叫"…各個方向的切線都在切平面內"呢?想象一下乙個切平面和球面擺在那,你用一把快刀沿與zox平行(與xoy平面垂直)的方向從接觸點切下去,這樣,球面的截面就是乙個圓曲線,而切平面的截面就是一根直線。這根直線就是這個圓曲線在該點的切線,直線的斜率就是與zox平面平行的乙個平面裡z對x的偏導數。

然後你把刀子轉90°,沿與zoy平面平行的方向從該點切下去,你就得到了又乙個圓曲線和它切線(在與zoy平行的乙個平面裡),這根切線的導數就是z對y的偏導數。然後,你再稍微轉一點點角度,再從該點切下去,這個剖面也與xoy面垂直,你得到乙個與zox和zoy有夾角的平面上的一根曲線(球面與剖面的交集)和一根切線(切平面與剖面的交集)。你不斷重複這個轉動乙個角度然後剖切球面和切平面的動作,你就得到了球面上該點各個方向的切線。

對於這個可微的曲面(有乙個切平面與其接觸與一點),它的各個方向的切線不就是在這個切平面上麼?

如果你沒法用乙個平面去貼和到乙個曲面上(平面只接觸到曲面上的一點,與其它點無接觸),按前面切剖面的做法就是你可以轉動360°剖出的各個圓曲線,並得到在該點的切線(切線可以有,即在各個剖面上的偏導都有),但你沒法用它們構建成乙個平面(曲面的切面),所以,這個"馬鞍型"曲面是不可微的。

對於三維函式,某點也許各向偏導都在,但就是不可微,因為各個偏導對應的切線不在乙個平面裡,就不能在該點形成切平面了。

5樓:楚若兒

可導和可微都可以表示光滑,但是角度不同,可微的幾何意義是曲線在極小的變化過程中,幾乎等於直線。的變化過程,也就是曲線無限接近於一條直線,就好比拉平的過程。所有光滑的東西,放大後,都呈現一種平直性。

而可導強調製化的速率在極小範圍內趨向於定值,也就是變化速度在極小範圍內趨向於某條直線的變化速度,也是可以看做趨向於直線。

6樓:asdlittle

光滑一般是指C^1,比僅僅導數存在強多了。

幾何直觀意義就是告訴你在這點切平面存在,如果曲線上過這點不同曲線的切線不在同一平面內,那就在這點沒有什麼切平面了

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