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曲線引數方程怎麼求切線方程

曲線引數方程怎麼求切線方程

曲線的引數方程為:{x=t-sint,y=1-cost,z=4sin(t/2)

分別對t求導,得 x '=1-cost,y '=sint,z '=2cos(t/2)

將 t0=π/2 分別代入,可得切點座標為(π/2-1,1,2√2)

切線方向向量 v=(1,1,√2)

所以,切線方程為 (x-π/2+1)/1=(y-1)/1=(z-2√2)/√2

法平面方程為 1*(x-π/2+1)+1*(y-1)+√2*(z-2√2)=0 。

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引數方程的應用

在柯西中值定理的證明中,也運用到了引數方程。

柯西中值定理

如果函式f(x)及F(x)滿足:

⑴在閉區間[a,b]上連續

⑵在開區間(a,b)內可導

⑶對任一x∈(a,b),F'(x)≠0。

那麼在(a,b)內至少有一點ζ,使等式

[f(b)-f(a)]/[F(b)-F(a)]=f'(ζ)/F'(ζ)成立。

柯西簡潔而嚴格地證明了微積分學基本定理即牛頓-萊布尼茨公式。他利用定積分嚴格證明了帶餘項的泰勒公式,還用微分與積分中值定理表示曲邊梯形的面積,推導了平面曲線之間圖形的面積、曲面面積和立體體積的公式。

引數曲線亦可以是多於一個引數的函式。例如引數表面是兩個引數(s,t)或(u,v)的函式。

譬如一個圓柱:

r(u,v)=[x(u,v),y(u,v),z(u,v)]=[acos(u),asin(u),v]

引數是參變數的簡稱。它是研究運動等一類問題中產生的。質點運動時,它的位置必然與時間有關係,也就是說,質的座標x,y與時間t之間有函式關係x=f(t),y=g(t),這兩個函式式中的變數t,相對於表示質點的幾何位置的變數x,y來說,就是一個“參與的變數”。

這類實際問題中的參變數,被抽象到數學中,就成了引數。我們所學的引數方程中的引數,其任務在於溝通變數x,y及一些常量之間的聯絡,為研究曲線的形狀和性質提供方便。

用引數方程描述運動規律時,常常比用普通方程更為直接簡便。對於解決求最大射程、最大高度、飛行時間或軌跡等一系列問題都比較理想。有些重要但較複雜的曲線(例如圓的漸開線),建立它們的普通方程比較困難,甚至不可能,列出的方程既複雜又不易理解。

根據方程畫出曲線十分費時而利用引數方程把兩個變數x,y間接地聯絡起來,常常比較容易,方程簡單明確,且畫圖也不太困難。

dx/dt=2e^tdy/dt=-e^ty'=-e^t/(2e^t)=-1/2x(0)=2y(0)=-1所以t=0處的切線方程為:y=-1/2*(x-2)-1=-x/2

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