最急勾配の大きさ(grad)
解説
ポイント
勾配ベクトル gradf を求め,その大きさ(長さ)を計算する問題です。
考え方と解き方
gradf は,x と y で偏微分した2つの値を並べたベクトルです。
聞かれているのは「大きさ」なので,ベクトルのままの ② は外れます。長さは √(成分の2乗の和) です。
∂f/∂x=2x+2y。(1,1) で 2+2=4
∂f/∂y=2x+6y。(1,1) で 2+6=8
gradf=(4, 8)
- 大きさ ‖gradf‖=√(42+82)=√(16+64)=√80
- 80=16×5 なので √80=4√5。答えは ④ 4√5
ほかの選択肢
②((4,8)):gradf そのものです。問われているのはその長さなので,ここで止めないようにします。
③(12):成分を足しただけ(4+8)の値です。長さは2乗して足し,平方根をとります。
覚えておくこと
- gradf=(∂f/∂x, ∂f/∂y)。f がいちばん急に増える向きを指すベクトル
- 最急勾配の大きさ=gradf の長さ=√(成分の2乗の和)
- √80 のような値は,16×5 のように平方数でくくって 4√5 の形にする
出典:令和2年度 技術士第一次試験 基礎科目 I-3-2(公益社団法人日本技術士会) ジャンル:数学