Vectoren, vraagstuk 35

Gegeven is het scalarveld:
Vergelijking
Bereken de richtingsafgeleide van G in a in de richting van a naar b, waarbij:
Vergelijking
Vergelijking
Grafiek
De grafiek van G (x, y, z) = 2x2 − y2 + z2 voor z = 0
Grafiek
De grafiek van G (x, y, z) = 2x2 − y2 + z2 voor z = 1
Grafiek
De grafiek van G (x, y, z) = 2x2 − y2 + z2 voor z = 2
Grafiek
De grafiek van G (x, y, z) = 2x2 − y2 + z2 voor z = 3
Om de gradiënt van G te berekenen bepalen we eerst alle partiële afgeleiden:
Vergelijking
Vergelijking
Vergelijking
Daarmee is de gradiënt van G in een willekeurig punt:
Vergelijking
Vervolgens vullen we het punt a in:
Vergelijking
De richting van a naar b is:
Vergelijking
De gradiënt in de richting van u is de projectie van SymboolG op u, oftewel SymboolGu. Dit is | SymboolGu | maal een ‘eenheidsstukje’ van u, dus:
Vergelijking
We rekenen nu eerst het inwendig product SymboolG ∙ u uit:
Vergelijking
En vervolgens | u |2:
Vergelijking
Daarmee wordt de projectie:
Vergelijking
Met als norm:
Vergelijking
Oftewel:
Vergelijking