多元函數(shù)微分學

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1、§8.6微分法在幾何中的應用一.空間曲線的切線與法平面二.曲面的切平面與法線曲線的切向量、法平面曲面的切平面、曲面的法線、曲面的法向量一.空間曲線的切線與法平面設空間曲線?的參數(shù)方程為x??(t),y?y(t),z?w(t)這里假定?(t),y(t),w(t)都可導.考慮當M??M,即?t?0時.,,xyzOMM??其方程為過曲線?上t?t0和t?t0??t對應的點M和M?,作曲線的割線MM?,一.空間曲線的切線與法平面設空間曲線?的參數(shù)方程為x??(t),y?y(t),z?w(t)這里假定?(t),y(t),w(t)都可導.

2、xyzOMM?過曲線?上t?t0和t?t0??t對應的點M和M?,作曲線的割線MM?,考慮當M??M,即?t?0時.,,其方程為一.空間曲線的切線與法平面設空間曲線?的參數(shù)方程為x??(t),y?y(t),z?w(t)這里假定?(t),y(t),w(t)都可導.xyzOMM?過曲線?上t?t0和t?t0??t對應的點M和M?,作曲線的割線MM?,考慮當M??M,即?t?0時.,,其方程為一.空間曲線的切線與法平面設空間曲線?的參數(shù)方程為x??(t),y?y(t),z?w(t)這里假定?(t),y(t),w(t)都可導.xyzO

3、MM?過曲線?上t?t0和t?t0??t對應的點M和M?,作曲線的割線MM?,考慮當M??M,即?t?0時.,,其方程為一.空間曲線的切線與法平面設空間曲線?的參數(shù)方程為x??(t),y?y(t),z?w(t)這里假定?(t),y(t),w(t)都可導.xyzOM.得曲線在點M處的切線方程為過曲線?上t?t0和t?t0??t對應的點M和M?,作曲線的割線MM?,考慮當M??M,即?t?0時.,,其方程為就是曲線?在點M處的一個切向量.曲線的切向量:切線的方向向量稱為曲線的切向量.向量通過點M而與切線垂直的平面稱為曲線?在點M處

4、的法平面,法平面:xyzOM法平面方程為j?(t0)(x?x0)?y?(t0)(y?y0)?w?(t0)(z?z0)?0.解因為xt??1,yt??2t,zt??3t2,而點(1,1,1)所對應的參數(shù)t?1,所以例1求曲線x?t,y?t2,z?t3在點(1,1,1)處的切線及法平面方程.于是,切線方程為法平面方程為(x?1)?2(y?1)?3(z?1)?0,即x?2y?3z?6..提示:曲線的參數(shù)方程為:x?x,y?j(x),z?y(x))切向量為討論:1.若曲線的方程為y?j(x),z?y(x).問其切線和法平面方程是什么形

5、式??{1,j?(x0),y?(x0)}.2.若曲線的方程為F(x,y,z)?0,G(x,y,z)?0.問其切線和法平面方程又是什么形式?提示:兩個方程確定了兩個隱函數(shù):y?j(x),z?y(x),切向量為?{1,,}.例2求曲線x2?y2?z2?6,x?y?z?0在點(1,?2,1)處的切線及法平面方程.解為求切向量將所給方程的兩邊對x求導數(shù),得解得,.??1.?0,所求切線方程為法平面方程為(x?1)?0·(y?2)?(z?1)?0,即x?z?0..二.曲面的切平面與法線設曲面?:F(x,y,z)?0,M(x0,y0,z0

6、)是?上的一點.考慮F[?(t),y(t),w(t)]=0兩邊在t?t0的全導數(shù):Fx(x0,y0,z0)j?(t0)?Fy(x0,y0,z0)y?(t0)?Fz(x0,y0,z0)w?(t0)?0.可見向量xyzO?M?在?上,通過點M任意引一條曲線?,其參數(shù)方程式為x??(t),y?y(t),z?w(t);x0??(t0),y0?y(t0),z0?w(t0).二.曲面的切平面與法線設曲面?:F(x,y,z)?0,M(x0,y0,z0)是?上的一點.考慮F(x,y,z)=0兩邊在t?t0的全導數(shù):Fx(x0,y0,z0)j?

7、(t0)?Fy(x0,y0,z0)y?(t0)?Fz(x0,y0,z0)w?(t0)?0.可見向量xyzO?M?在?上,通過點M任意引一條曲線?,其參數(shù)方程式為x??(t),y?y(t),z?w(t);x0??(t0),y0?y(t0),z0?w(t0).二.曲面的切平面與法線設曲面?:F(x,y,z)?0,M(x0,y0,z0)是?上的一點.考慮F(x,y,z)=0兩邊在t?t0的全導數(shù):Fx(x0,y0,z0)j?(t0)?Fy(x0,y0,z0)y?(t0)?Fz(x0,y0,z0)w?(t0)?0.可見向量xyzO?M

8、?在?上,通過點M任意引一條曲線?,其參數(shù)方程式為x??(t),y?y(t),z?w(t);x0??(t0),y0?y(t0),z0?w(t0).曲面?上通過點M的一切曲線在點M的切線都在同一個平面上.這個平面稱為曲面?在點M的切平面.這切平面的方程式是Fx(x0,y0,z0

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