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什麼是切向量

切向量是在微分幾何中的一個基本概念,可以理解為在曲線或曲面上某點處沿切線方向的向量。具體介紹如下:

在曲線的情況下。曲線在一點處的切向量是指沿該點處切線方向的向量,如果給定一條曲線C上的一點P,以及C上與P鄰近的另一點Q,當Q點沿曲線趨近於P時,線段PQ的極限位置就是曲線C在P點的切線。

在曲面的情況下。切向量也指在曲面某點處與曲面相切的向量,例如,對於曲面F(x,y,z)=0在某點(x0,y0,z0)處的切向量,可以通過該點的梯度(Fx',Fy',Fz')來表示。

此外,切向量的概念在微分幾何和物理中有廣泛套用,例如,它們是定義切空間的基礎,而切空間是研究曲線和曲面行為的關鍵工具。