关于梯度的一个证明题,急证明:grad u为常向量的充要条件是u为线性函数,即u=ax+by+cz+d(a,b,c,d为常数)

来源:学生作业帮助网 编辑:六六作业网 时间:2024/12/19 00:14:47
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关于梯度的一个证明题,急证明:grad u为常向量的充要条件是u为线性函数,即u=ax+by+cz+d(a,b,c,d为常数)
关于梯度的一个证明题,急
证明:grad u为常向量的充要条件是u为线性函数,即u=ax+by+cz+d(a,b,c,d为常数)

关于梯度的一个证明题,急证明:grad u为常向量的充要条件是u为线性函数,即u=ax+by+cz+d(a,b,c,d为常数)
见参考资料

充分性显然
现证明必要性
设u=u(x,y,z)为grad u=(a,b,c)为常量
有∂u∂x=a
所以有 u=ax+p(y,z)
有∂u∂y=∂(ax+p(x,y))∂y=∂p(y,z)∂y=b
所以p(y,z)=by+q(z)
...

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充分性显然
现证明必要性
设u=u(x,y,z)为grad u=(a,b,c)为常量
有∂u∂x=a
所以有 u=ax+p(y,z)
有∂u∂y=∂(ax+p(x,y))∂y=∂p(y,z)∂y=b
所以p(y,z)=by+q(z)
有∂u∂z=∂(ax+p(x,y))∂z=∂(ax+by+q(z))∂z=∂q(z)∂z=c
所以q(z)=cz+d
所以u=ax+p(y,z)=ax+by+q(z)=ax+by+cz+d

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