Wie berechnet man die Richtungsableitung von einem Skalarfeld in Richtung eines Vektors?

2 Antworten

Die Richtungsableitung ist das Skalarprodukt des Gradienten von f mit dem Vektor v (je nach Definition normiert man den Vektor v vorher noch).

Das Ergebnis hängt dann noch von der Stelle (x,y,z) im Koordinatensystem ab. Um den Wert der Ableitung an dieser Stelle zu berechnen, setzt man die drei Koordinaten in die Ableitungsfunktion (also die Richtungsableitung) ein. Dadurch erhält man dann einen Zahlenwert, der angibt, welche Steigung der Graph an dieser Stelle entlang der Richtung v hat.

Woher ich das weiß:Studium / Ausbildung – Masterabschluss Theoretische Physik
  1. Zuerst die drei partiellen Ableitungen in (1,1,1) bestimmen.
  2. Damit den Gradienten in (1,1,1) bestimmen (Nabla-Operator).
  3. Das Skalarprodukt von dem gefundenen Gradienten und deinem Richtungsvektor ist das von dir gesuchte Ergebnis.

LeanEveryday 
Beitragsersteller
 28.11.2021, 18:52

muss ich bei Schritt 3 durch den Betrag des Richtungsvektors dividieren? Also quasi mal dem Einheitsvektor des Richtungsvektors

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Roderic  28.11.2021, 19:14
@PhotonX

Nun Proton ...

...das hängt davon, welcher physikalische/mathematische Sachverhalt durch den gegebenen Richtungsvektor dargestellt werden soll.

Wenn es zum Beispiel die Richtung UND die Schubleistung des Manövriertriebwerkes eines Raumschiffes in einem Gravitationsfeld darstellt, dann spielt die Länge des Richtungsvektors eine Rolle.

Ist es jedoch der Vektor einer Zwangsführung (z.B einer Achterbahn), dann spielt die Länge keine Rolle sondern nur die Richtung.

Für den Mathematiker ist natürlich der Erhalt der Homogenität ein Wohlgefallen. ;-)

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PhotonX  28.11.2021, 19:17
@Roderic

Photon, nicht Proton, wenn ich bitten darf. :D

Ja genau, deshalb schreibe ich ja, dass es da unterschiedliche Definitionen gibt, manchmal wird der Richtungsvektor normiert, manchmal nicht.

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