Se define la segunda derivada de la función f(x,y) en la dirección a (ángulo formado con el eje X), con vector unitario u_a, como:

 siendo H la matriz Hessiana

  Si se toma como u_a el vector unitario en la dirección del gradiente u_q, se obtiene
 
 

 o también su discretización
 
 

    Si se escoge como vector el gradiente, tendremos: