次の関数について、勾配ベクトルと、方向 への方向微分を求めよ。
公式を思い出し、方向ベクトルを確認する。 単位ベクトル に対して、方向微分は内積 で与えられる。ここでは なので はすでに単位ベクトルであり、規格化は必要ない。そうでなければ、まずその長さで割る必要があった。
で偏微分する。 項 からは が出る。項 には積の微分法と連鎖律の両方が必要で、 なので:
よって
で偏微分する。 今度は が定数なので からは が出て、 より第2項は になる:
勾配ベクトルを組み立てる。
方向ベクトルと内積を取る。 は第1成分を消すので、生き残るのは についての偏微分だけで、しかも符号が反転する:
これは幾何的な意味とも一致する。 方向に動くことは 軸を逆向きに進むことなので、変化率は の符号を変えたものになる。
数値で抜き取り検査する。 で中心差分を取ると 、 となって公式と一致し、 である。 では公式から が得られ、これも数値微分と一致する。
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