找到两个多元方程的公共根

计算科学 数值分析
2021-12-11 07:30:46

我试图找到一个表面的点,其法线与 3 维轴平行(即 x、y 和 z 维度中的局部最大值、最小值和鞍点)。

曲面的函数定义为f(u,v)它是连续的,并给出一个 3D 向量,表示给定参数 u 和 v 的表面位置。

为了找到我需要的点,我知道我需要找到曲面关于 u 和 v 的导数。相关点将在以下情况下出现:

δfi(u,v)δu=0&δfi(u,v)δv=0

在哪里i是各自的维度(x、y 或 z)和0u1&0v1.

我应该采取什么样的策略来解决这个问题?我在想有可能使用带有偏导数的数值方法来迭代地找到解决方案。但是,我将如何像在单变量根查找中那样删除解决方案?

任何见解都会非常有用。

1个回答

衍生品uf(u,v)vf(u,v)是两个与 yor 曲面相切的向量,它们通常跨越切线空间到该点的曲面f(u,v). 那么该点表面的法线向量为n(u,v)=uf(u,v)×vf(u,v)你想让它平行说坐标方向ez=(0,0,1)T. 然后你想解方程n(u,v)×ez=(uf(u,v)×vf(u,v))×ez=0.在对像这样的双叉积应用简化公式后,您会得到与您编写的方程式类似的方程式。要以数值方式求解方程组,您可以简单地使用牛顿法或类似的方法。