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切向量怎么求

切向量的求法因曲線的類型而異。對於空間曲線,可以通過以下兩種方法求得切向量:

可以選擇曲線的一箇點,然後求出該點處曲線方程對自變量的偏導數。例如,如果曲線由參數方程 \( x = x(t), y = y(t), z = z(t) \) 定義,那麼在某一點 \( t_0 \) 處的切向量就是 \( (x'(t_0), y'(t_0), z'(t_0)) \)。

可以先求出曲線的法向量,然後通過法向量的差乘(向量積)得到切向量。例如,如果曲線由兩個曲面 \( F_1(x,y,z) = 0 \) 和 \( F_2(x,y,z) = 0 \) 的交線定義,那麼可以先求出這兩個曲面的法向量,然後取它們的差乘作爲切向量。

對於平面曲線,切向量可以通過求曲線方程對自變量的偏導數得到。例如,如果曲線由方程 \( y = f(x) \) 定義,那麼在點 \( x_0 \) 處的切向量就是 \( (1, f'(x_0)) \)。

此外,對於曲面上的切向量,可以通過求曲面方程對自變量的偏導數得到。例如,如果曲面由方程 \( F(x,y,z) = 0 \) 定義,那麼在點 \( (x_0, y_0, z_0) \) 處的切向量就是 \( (\frac{\partial F}{\partial x}, \frac{\partial F}{\partial y}, \frac{\partial F}{\partial z}) \) 的負值。