あるベクトルv=(v1,…,vn)に沿った、スカラー関数
f(x)=f(x1,x2,…,xn) の 方向微分 (directional derivative)は、極限
∇vf(x)=h→0limhf(x+hv)−f(x) として定義される関数である。
方向微分は偏微分の概念を一般化するものである。
また、方向微分を一般化したものはガトー微分である(ガトー微分の特別な場合が方向微分)
関数fがxにおいて微分可能であるなら、任意のベクトルvに沿った方向微分が存在し、
∇vf(x)=∇f(x)⋅v が成立する。ここで∇は勾配を表し、⋅はドット積を表す。
ガトー微分¶
X と Y はノルム空間とする。f:X→Y のx∈Xでの0=t∈Xに沿ったガトー微分は
Dtf(x):=h→0limhf(x+ht)−f(x) として右辺の極限が存在する限りにおいて定める。
ガトー微分とフレッシェ微分:方向微分と勾配の一般化 - 初級Mathマニアの寝言
通常の方向微分は X,Y が有限次元のユークリッド空間になっているガトー微分