法平面

更新时间:2023-02-10 10:31

法平面是数学术语,是指过空间曲线切点,且与切线垂直的平面,称为法平面。即垂直于该点切线的平面。例如,以球体的中心为端点的射线与球壳有一交点A,交点A所在的球的切面,即为该射线在A点的的法平面

法平面方程

设空间曲线T由参数方程

表示,其中 、 、 都是在 上可导的函数,且 , , 不全为0。

考虑曲线T上对应于 的一点 及对应于 的邻近一点 ,根据空间解析几何知,曲线的割线 的方程是

当点M沿曲线T趋向于点 时,割线 的极限位置 就是曲线T在点 处的切线。

通过对上式取极限,即得曲线T在点 处的切线方程

切线的方向向量称为曲线T在点 处的切向量,它是一个非零向量。若 、 、 中个别为0,切线方程应按空间解析几何中有关直线的对称式方程的说明来理解。

通过点 而与切线垂直的平面称为曲线T在点 处的法平面。它是通过点 而以T为法向量的平面,因此这法平面的方程为

公式推广

1、如果空间曲线T以形式给出,可以选x为参数从而将曲线方程改为

x=x

,都在处可导,则T上点处的切向量可取为

从而点处的切线方程为

平面方程

2、如果空间曲线T以

的形式给出,是曲线T上的一点,不难推得,曲线T上点处的切线方程为

曲线T上点处的法平面方程为

这里的行列式表示行列式在点的值。

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