查找正切方程的方法

作者: Randy Alexander
创建日期: 3 四月 2021
更新日期: 1 七月 2024
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神经网络结构搜索 (3/3): 可微方法   Differentiable Neural Architecture Search
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内容

与直线不同,斜率(slope)系数沿曲线移动时不断变化。分析提供了一种想法,即图形上的每个点都可以表示为角度系数或“瞬时变化率”。点处的切线是具有相同角度系数并穿过相同点的线。要找到切线方程,您需要知道如何推导原始方程。

脚步

方法1之2:找到切线的方程式

  1. 图形函数和切线(此步骤是可选的,但建议使用)。 该图表将帮助您更轻松地理解问题并检查答案是否合理。在网格纸上绘制功能图,如有需要,请使用具有图形功能的科学计算器作为参考。在给定点上绘制一条切线(切记切线穿过该点并且与那里的图形具有相同的斜率)。
    • 范例1: 绘制抛物线。通过点(-6,-1)画一条切线。
      即使您不知道切线方程,您仍然可以看到它的斜率为负,交点为负(远低于抛物线顶点,坐标为-5.5)。如果找到的最终答案与这些详细信息不匹配,则您的计算中肯定有错误,您需要再次检查。

  2. 获取一阶导数以找到方程式 切线的 对于函数f(x),一阶导数f'(x)表示f(x)上任意点处切线斜率的方程。有很多采用衍生工具的方法。这是使用幂规则的简单示例:
    • 示例1(续): 该图由一个函数给出。
      取微分:时的幂函数规则。
      函数的一阶导数= f'(x)=(2)(0.5)x + 3-0。
      f'(x)= x +3。将x替换为任何值a,该方程式将为我们提供切线函数f(x)在点x = a处的斜率。

  3. 输入所考虑点的x值。 阅读问题以找到该点的坐标以找到切线。在f'(x)中输入该点的坐标。获得的结果是在上述点处切线的斜率。
    • 示例1(续): 本文中提到的要点是(-6,-1)。使用对角-6电压转换为f'(x):
      f'(-6)= -6 + 3 = -3
      切线的斜率是-3。

  4. 用已知直线的角度和点上的点的直线的形式,为切线编写一个方程。 该线性方程写为。内, 是坡度,是切线上的一个点。现在,您拥有了以这种形式编写正切方程所需的所有信息。
    • 示例1(续):
      切线的斜率为-3,因此:
      切线穿过点(-6,-1),因此最终方程为:
      简而言之,我们可以:
  5. 图形确认。 如果您有图形计算器,请绘制原始函数和切线以检查答案是否正确。如果在纸上进行计算,请使用较早绘制的图形来确保答案中没有明显的错误。
    • 示例1(续): 初始图显示,切线的角度系数为负,偏移量远低于-5.5。刚找到的切线方程为y = -3x -19,这意味着-3是角度的斜率,而-19是纵坐标。
  6. 尝试解决一个更困难的问题。 我们再次完成上述所有步骤。此时,目标是找到x = 2处的切线:
    • 使用幂规则找到一阶导数:该函数将给我们切线的斜率。
    • 对于x = 2,找到。这是x = 2处的斜率。
    • 请注意,这一次,我们没有点,只有x坐标。要找到y坐标,请将x = 2替换为原始函数:。得分是(2.27)。
    • 为穿过点并确定角度系数的切线编写一个方程:

      如有必要,简化为y = 25x-23。
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方法2之2:解决相关问题

  1. 在图上找到极端。 它们是图形接近局部最大值(高于两侧相邻点的点)或局部最小值(低于两侧相邻点的点)的点。切线在这些点(水平线)始终为零系数。但是,角度系数不足以得出结论,这是极限点。找到它们的方法如下:
    • 取该函数的一阶导数即可得到f'(x),即切线斜率的斜率。
    • 解方程f'(x)= 0找出极点 潜在.
    • 用二次导数得到f'(x),该方程式告诉我们切线斜率的变化率。
    • 在每个潜在的极端处,更改坐标 一种 变成f''(x)如果f'(a)为正,我们有一个局部最小值 一种。如果f'(a)为负,则我们有一个局部最大值。如果f'(a)为0,则不是极端,而是拐点。
    • 如果达到最大或最小 一种,找到f(a)以确定交点。
  2. 找到法线的方程。 曲线在给定点a的“法线”穿过该点并垂直于切线。若要查找法线方程,请使用以下命令:(法线的斜率)(法线的斜率)= -1(当它们通过图形上的同一点时)。特别:
    • 求f'(x),切线的斜率。
    • 如果在给定点,我们有x = 一种:找到f'(a)以确定该点的斜率。
    • 计算找到法线的系数。
    • 写出垂直线的方程,以便知道角度和角度的系数。
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忠告

  • 如有必要,以标准形式重写原始方程式:f(x)= ...或y = ...