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begtostudy

金虫 (正式写手)

Dr. 白途思


[交流] 请教一下超维空间曲面的法向怎么求取? 已有2人参与

三维空间曲面的点的法向是两个自变量偏导数的叉积

我想问一下,如果对于y=y(x1,x2,x3...,xn)这样的超曲面,该怎么求法向呢?

[ 来自科研家族 博士乐园 ]
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tigertooth4

新虫 (初入文坛)

求梯度方向
2楼2012-07-20 14:00:15
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begtostudy

金虫 (正式写手)

Dr. 白途思


引用回帖:
2楼: Originally posted by tigertooth4 at 2012-07-20 14:00:15
求梯度方向

梯度不是一阶偏导数吗?不是法线方向吧?
3楼2012-07-21 14:38:10
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leedobb

金虫 (正式写手)


小木虫: 金币+0.5, 给个红包,谢谢回帖
好像你要先定义这个n维曲面如何嵌入n+1维空间,其法向量好像依赖于n+1维空间的定义。

不过应该可以用外微分的方式去求,
\sum_({i1 i2 i3...in} ) \epsilon _{i1 i2 i3...in}  dy/dx_(i1) dy/dx_(ii2) dy/dx_(i3)....dy/dx_(in)

其中{i1 i2 i3...in}为1,2,3...n的一个排列,\epsilon _{i1 i2 i3...in} 依赖于其是否为偶排列还是奇排列。
找本陈省生的微分几何看看吧。我也不太懂。
有一天,我打了个瞌睡就到了这里,但我知道我掉入了时光的循环中,虽得以永生,但只有第一个循环有意义。
4楼2012-07-21 16:18:38
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tigertooth4

新虫 (初入文坛)


小木虫: 金币+0.5, 给个红包,谢谢回帖
假设你考虑的是 n 维空间中由

                F(x1,x2,x3,...,xn)=C           (C 为常数)

定义的超曲面 M。那么在超曲面上一点 x = (x1,x2,x3,...,xn) 处的法向量
定义为 梯度:
         
             grad F = (∂F/∂ x1, ...., ∂F/∂ xn)  ∈ R^n.

你可以检查过 x 点并落在超曲面 M 上的任意一条曲线 L, 其在 x 处的切方
向 T 与 grad F 的内积为零,这就用链式法则可以证明。说明 grad F 一定
与 T 的方向垂直。由于 T 可以是任意的切方向,因此 grad F 为法方向。
5楼2012-07-21 16:43:46
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