梯度常数英文解释翻译、梯度常数的近义词、反义词、例句
英语翻译:
【计】 gra***nt constant
分词翻译:
梯度的英语翻译:
【计】 graded
【化】 gra***nt
【医】 gra***nt
常数的英语翻译:
constant; invariable
【计】 C
【化】 constant
【医】 constant
【经】 constant
专业解析
在数学和物理学中,“梯度常数”并非一个标准化的独立术语,而是对“梯度是常数”这一状态的描述。它指的是某个标量场的梯度在该区域内是一个恒定不变的向量。以下从汉英词典角度和学科背景进行详细解释:
1. 核心概念与汉英对照
- 梯度 (Gradient): 汉语“梯度”对应的英文术语是gradient。它表示一个标量函数(其输出是单个数值的函数)在空间各点处变化最快的方向和变化率。数学上,对于函数 ( f(x, y, z) ),其梯度定义为向量:
$$
abla f = left( frac{partial f}{partial x}, frac{partial f}{partial y}, frac{partial f}{partial z} right) $$
这个向量指向函数值增加最快的方向,其大小(模)表示在该方向上的变化率。
- 常数 (Constant): 汉语“常数”对应的英文是constant。它指一个不随位置或时间变化的固定值。
- 梯度常数 (Gradient is Constant): 当说“梯度是常数”或提及“梯度常数”时,意指梯度向量 (
abla f ) 在整个考虑的区域内不随空间位置变化,是一个恒定的向量。即:
$$
abla f = mathbf{C} $$
其中 (mathbf{C}) 是一个常向量(例如 (mathbf{C} = (a, b, c)),a, b, c 为常数)。
2. 数学意义与应用
当函数的梯度是常数时,意味着该函数在该区域内的变化率(沿梯度方向)是均匀的。最常见的例子是线性函数:
- 例如,函数 ( f(x, y) = ax + by + c )(其中 a, b, c 为常数)。
- 其梯度计算为 (
abla f = (a, b) )。
- 这个梯度向量 ((a, b)) 在定义域内处处相同,不随 (x, y) 变化,因此是“梯度常数”。
- 几何上,这表示函数的等值线(或等值面)是等间距的平行直线(或平面),因为函数值沿特定方向以恒定速率增加或减少。
3. 物理意义与应用
在物理学中,梯度常数的概念经常出现在描述均匀场中:
- 均匀电场: 在平行板电容器产生的匀强电场中,电势 ( V ) 的梯度(即电场强度 (mathbf{E} = -
abla V)) 是一个常向量。电场线是平行且等间距的直线,场强处处大小相等、方向相同。
- 均匀浓度梯度: 在扩散问题中,如果某种物质的浓度沿某一方向(如 x 方向)线性变化(浓度 ( c(x) = kx + c_0 ), k, c_0 为常数),那么浓度梯度 (
abla c = (k, 0, 0))(在三维中)就是一个常向量,表示扩散驱动力在该方向上是均匀的。
4. 词典视角与总结
从汉英词典的角度看,“梯度常数”可以理解为描述“梯度为常向量”这一特定数学或物理状态的短语:
- 梯度 (Gradient): The vector derivative of a scalar field, pointing in the direction of the greatest rate of increase of the function.
- 常数 (Constant): A quantity that does not change.
- 梯度常数 (Gradient is Constant): A situation where the gradient vector of a scalar field remains unchanged (both in magnitude and direction) throughout a specified region of space. This typically corresponds to linear scalar fields or uniform physical fields (like uniform electric fields or linear concentration distributions).
参考资料:
- Stewart, J. (2015). Calculus: Early Transcendentals (8th ed.). Cengage Learning. (数学分析中梯度定义与线性函数梯度示例)
- Griffiths, D. J. (2017). Introduction to Electrodynamics (4th ed.). Cambridge University Press. (均匀电场作为电势梯度为常数的例子)
- Oxford English Dictionary Online. (n.d.). Entries for "Gradient" and "Constant". (词典定义参考)
网络扩展解释
“梯度常数”这一术语并非标准学术概念,需要结合不同领域进行推测性解释。以下是可能的含义方向及说明:
1.机器学习中的学习率常数
在梯度下降优化算法中,学习率(Learning Rate) 是一个关键参数,通常设定为固定值(常数),用于控制每次参数更新的步长。例如:
- 公式表示为:
$$
theta_{t+1} = theta_t - alpha cdot
abla J(theta_t)
$$
其中,$alpha$ 是学习率常数,$
abla J(theta_t)$ 是损失函数的梯度。此时“梯度常数”可能指代 $alpha$,即梯度下降中的固定步长参数。
2.数学中的梯度为常数的函数
若某函数的梯度在其定义域内保持恒定,则该函数为线性函数。例如:
- 函数 $f(x) = ax + b$ 的梯度(导数)为 $a$,是一个常数;
- 多元函数 $f(x, y) = 2x + 3y + 1$ 的梯度 $
abla f = (2, 3)$ 也是常向量。
3.其他领域的可能解释
- 物理学:可能指材料属性(如热导率)与梯度(如温度梯度)的乘积为常数的情况。
- 工程学:在数值模拟中,可能指梯度计算时设定的固定阈值或缩放系数。
建议
由于“梯度常数”缺乏标准定义,建议根据上下文进一步确认:
- 若涉及优化算法,通常指学习率;
- 若涉及函数性质,则指梯度保持不变的函数特性。
如需更精准的解释,请补充相关领域或应用场景。
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