多变量微积分中二阶方向导数$D_{B}D_{C}f(I)$的简便求解咨询及学习资源推荐请求
最近在学习多变量微积分,遇到了这么一个问题,想请教大家:
设$GL(n,\Bbb R)$为实数域上n×n可逆矩阵构成的群,给定以下矩阵:
$A=\begin{pmatrix}0 & 1 \2 & 3\end{pmatrix}$,$B=\begin{pmatrix}1 & 2 \3 & 0\end{pmatrix}$,$C= \begin{pmatrix}1 & 2 \0 & 3\end{pmatrix}$,单位矩阵$I= \begin{pmatrix}1 & 0 \0 & 1\end{pmatrix}$
定义映射$F:GL(2,\Bbb R) \to GL(2,\Bbb R)$为$F(X)=X^{-1}AX$,再定义函数$f:GL(2,\Bbb R) \to \Bbb R$为$f(X)=[F(X)]{11}$——也就是矩阵$F(X)$第一行第一列的元素。
我需要计算二阶方向导数$D{B}D_{C}f(I)$。
我的尝试过程
我先推导了$f(X)$的具体表达式:假设$X= \begin{pmatrix}x & y \z & w \end{pmatrix}$,计算后得到$f(X) = \frac{-2xy+z(w-3y)}{(xw-yz)}$。
之后我尝试求$D_{C}f$,但不管用我知道的两种方向导数定义,最后都陷入了非常繁琐的计算,我感觉这应该不是题目想要的解法。我用过的两种方法:
- 极限定义:$\lim_{t\to 0}\frac{f(X+tC)-f(X)}{t}$
- 梯度点积法:$D_{C} f = \nabla f \cdot{C}$
我的疑问与请求
我想知道是不是存在更简便的方法来解决这个问题?如果确实有捷径的话,说明我对方向导数、尤其是矩阵空间上的导数这块的理解还不够透彻,能不能推荐一些适合的笔记、视频或者书籍来帮我补一补相关知识?另外如果能给我一个解题的小提示,那就太感谢了!
备注:内容来源于stack exchange,提问作者math_addict

