을 와 의 함수라 하자.
(a) 점 에서 의 최대 변화율을 구하세요. (b) 점 에서 의 방향미분계수가 이 되는 방향을 구하세요.
영어 원문 보기
Let be a function of and .
(a) Find the maximum rate of change of at the point . (b) Find the directions in which the directional derivative of at the point has the value .
정답·풀이 보기
이 문제의 두 소문제 모두에서 에서의 의 그래디언트가 필요하다. 따라서 먼저 이를 구한다.
이므로 이다.
(a) 에서 의 최대 변화율은
이다.
(b) 가 단위벡터이면, 에서 방향으로의 의 방향미분계수는
이다.
따라서 이어야 하므로 이다. 가 단위벡터가 되려면 다음도 만족해야 한다.
따라서 가능한 방향은 이다.
원본 교재 풀이(영어)
We are going to need, in both parts of this question, the gradient of at . So we find it first.
so .
(a) The maximum rate of change of at is
(b) If is a unit vector, the directional derivative of at in the direction is
So we need and hence . For to be a unit vector, we also need
So the allowed directions are .
한 번 더 — 비슷한 문제CLP-3 · 2.7절 · 13번우리말 번역
–평면 위의 한 점에서의 온도 가 다음과 같이 주어져 있다.
벌레 한 마리가 곡선 을 따라 왼쪽에서 오른쪽으로 m/sec 의 속력으로 움직인다. 이 벌레는 를 계속 측정한다. 벌레가 점 을 지날 때 의 변화율은 얼마인지 구하여라.
다 풀었으면 정답 확인
에서 의 기울기는 이다. 따라서 벌레가 움직이는 방향의 단위벡터는 이고, 벌레의 속도 벡터는 이다.
에서 온도의 그래디언트(기울기 벡터)는
이고, 벌레가 점 을 지날 때 느끼는 의 (단위 시간당) 변화율은
이다.