[微積] 多變數函數的gradient的一個證明

看板Math作者 (testishard)時間14年前 (2012/03/10 04:39), 編輯推噓4(4018)
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可否用gradient的定義證明以下這個小定理: 如果 f 和 g 是有相同定義域 D 的 n多變數函數,且在 x 都可微。 If g(x) ≠ 0, then f/g is diff. at x g(x)▽f(x) — f(x)▽g(x) and ▽(f/g)(x) = ———————————— [g(x)]^2 ========================以下為我的想法========================= f(x+h) f(x) (f/g)(x+h) - (f/g)(x) = ——— - —— g(x+h) g(x) g(x)f(x+h) - f(x)g(x+h) = ———————————— g(x)g(x+h) g(x)[f(x+h) - f(x)] - f(x)[g(x+h) - g(x)] = —————————————————————— g(x)g(x+h) ∵ f and g are diff. at x ∴ ∣ f(x+h) - f(x) = ▽f(x)‧h + o(h) ∣ ∣ g(x+h) - g(x) = ▽g(x)‧h + o(h) g(x)[▽f(x)‧h + o(h)] - f(x)[▽g(x)‧h + o(h)] (f/g)(x+h) - (f/g)(x) = ———————————————————————— g(x)g(x+h) [g(x)▽f(x) - f(x)▽g(x)]‧h + g(x)o(h)-f(x)o(h) = ————————————————————————— g(x)g(x+h) [g(x)▽f(x) - f(x)▽g(x)] g(x)o(h)-f(x)o(h) = —————————————‧h + ————————— g(x)g(x+h) g(x)g(x+h) ﹌﹌﹌ ↑ 這個要怎麼辦 ? 後面那一陀東東很容易證明是 o(h),但是前面的那一陀東西要怎麼處理 很明顯不符合可微的定義。若將前項分母的g(x+h)改寫成〔g(x) + [g(x+h)-g(x)]〕 代入後只會將整個式子搞得更噁心,且似乎也無法湊出所要證的東西… 這個問題已經困擾我一個晚上,害我失眠了… 有沒有哪個好心的神人可以解惑一下,謝謝! 感激不盡 -- ※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc) ◆ From: 106.1.225.110

03/10 06:32, , 1F
直接微分不就好了?
03/10 06:32, 1F

03/10 07:07, , 2F
為什麼可以直接微啊…我又不知道f & g的一皆偏微都存
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03/10 07:09, , 3F
且其所有偏微函數都連續在x點,就不能用
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03/10 07:14, , 4F
▽f(x)=(df/dx_1,...,df/dx_n)這個公式去做
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03/10 07:16, , 5F
反正現在只能用定義去證…
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03/10 08:14, , 6F
如果你g不為零偏為分在該點不為零你的偏為分還是有
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03/10 08:14, , 7F
quotient rule
03/10 08:14, 7F

03/10 08:41, , 8F
那為什麼所有的偏微函數分會在該點連續?
03/10 08:41, 8F

03/10 08:42, , 9F
如果不知道的話就不能把gradient化成偏微分去做
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03/10 08:44, , 10F
而且偏微分為什麼會存在
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03/10 08:45, , 11F
可微的條件就可以讓你gradient長那樣了
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03/10 08:56, , 12F
可微的條件=>偏微分存在
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03/10 08:57, , 13F
而你這一題的微分已經告訴你長怎樣了...
03/10 08:57, 13F

03/10 09:02, , 14F
基本上你那一個式子兩邊減掉
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03/10 09:03, , 15F
g\nabla f-f\labla g/g^2
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03/10 09:04, , 16F
你就等於是在估計1/g(x+h)-1/g(x)的長度y
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03/10 09:04, , 17F
因為你的其他部分都是有限值
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03/10 09:04, , 18F
當h趨於零時|1/g(x+h)-1/g(x)|<epsilon
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03/10 09:05, , 19F
所以你那一大塊是epsilon*C*|h|
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03/10 09:37, , 20F
前項若要是gradient的話,就不能是跟h有關的函數
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03/10 09:38, , 21F
但前項分母處的 g(x+h) 會讓前項變得跟h有關
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03/10 09:39, , 22F
g\nabla f-f\labla g/g^2 這是什麼?看不懂…Q^Q
03/10 09:39, 22F
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