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Richtungsableitung - Richtung max. Anstieg

Universität / Fachhochschule

Differentiation

Gewöhnliche Differentialgleichungen

Tags: Differentiation, Gewöhnliche Differentialgleichungen, Richtung, Richtungsableitung, Vektor

 
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StudMi

StudMi aktiv_icon

16:08 Uhr, 03.07.2021

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Hi, ich komme bei folgender Aufgabe nicht weiter (nur kleiner Schritt fehlt):
Bestimmen Sie für die Funktion f:R2R mit f(x1,x2)=-x14x2-x14+x22 die Richtung n→max des maximalen Anstiegs an der Stelle x0→ =[1,-1] (als Vektor).
Normieren Sie den Richtungsvektor.
Die Lösung ist als: n→max [..,..] als Vektor zu schreiben.

Nun, ich weiß das der Gradient in die Richtung des größten Anstiegs zeigt, also wäre es doch sinnvoll diesen zu bilden:
f(x)=(-4x13x2-4x1,-x14+2x2) (als Vektor)
Nun setze ich x0 ein:
(4-4,-1-2)-(0,-3)
Der maximale Anstieg wäre ja jetzt einfach die Norm von (0,-3) welche sich ja zu 3 ergibt, aber wie bekomme ich nun die Richtung?

VG.

Für alle, die mir helfen möchten (automatisch von OnlineMathe generiert):
"Ich möchte die Lösung in Zusammenarbeit mit anderen erstellen."
Hierzu passend bei OnlineMathe:

Online-Übungen (Übungsaufgaben) bei unterricht.de:
 
Online-Nachhilfe in Mathematik
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Nick76

Nick76 aktiv_icon

13:12 Uhr, 04.07.2021

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Es ist richtig, dass der Gradient in Richtung des steilsten Anstiegs zeigt, allerdings hast Du ihn nicht ganz richtig berechnet. Für f(x1,x2)=-x14x2-x14+x22 ergibt sich für den Gradienten:

f(x1,x2)=(-4x13x2-4x13-x14+2x2)

Um die Richtung des steilsten Anstiegs im Punkt (1,-1) zu erhalten setzt man diesen in die Formel für den Gradienten ein (wie Du es auch schon richtig gemacht hast):

f(1,-1)=(0-3)

Es ist nach dem normierten Gradienten gefragt, das heißt der Richtungsvektor soll Länge 1 besitzen:

f(1,-1)|f(1,-1)|=(0-1)

Gruß

Nick
Frage beantwortet
StudMi

StudMi aktiv_icon

08:54 Uhr, 05.07.2021

Antworten
Top, danke!