设在平面区域D上数量场u(x,y)=50-x2-4y2,试问在点P0(1,一2)∈D处沿什么方向时u(x,y)升高最快,并求一条路径,使从点P0(1,一2)处出发沿这条路径u(x,y)升高最快.

admin2018-09-25  39

问题 设在平面区域D上数量场u(x,y)=50-x2-4y2,试问在点P0(1,一2)∈D处沿什么方向时u(x,y)升高最快,并求一条路径,使从点P0(1,一2)处出发沿这条路径u(x,y)升高最快.

选项

答案因为方向导数沿其梯度方向取得最大值,则考虑grad u|(1,-2)=[*]=(-2xi-8yj)|(1,-2)=-2i+16j,故u(x,y)在点P0(1,-2)处沿grad u|(1,-2)=-2i+16j方向升高最快. 设所求的路径为y=y(x),其上任一点P(x,y)处的切向量τ=(dx)i+(dy)j,由题意知,它应与它的梯度方向gradu=-2xi-8yj一致,则有 [*] 求解此微分方程初值问题可知,沿着y=-2x4出发时u(x,y)升高最快.

解析
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