切平面
几何领域名词
在一定条件下,过曲面Σ上的某一点M的曲线有无数多条,每一条曲线在点M处有一条切线,在一定的条件下这些切线位于同一平面,称这个平面为曲面Σ在点M处的切平面(tangent plane)。点M叫做切点
性质
曲面Σ上过点M的所有曲线在点M处的切线都位于曲面Σ在切点M处的切平面。
证明
设正则参数曲S的方程为 , 是曲面S上点的曲纹坐标,因此曲面S上的任意曲线L可以用参数方程 给出,将其视为 中的曲线,则其方程为 。
显然,根据定义, 都是曲面S的切向量,假定P是曲线上对应t=0的点,因此曲面S在点P的切向量是
这表明曲面S在P点的切向量为,是,的线性组合,其分量恰好是,。反过来,的任意一个线性组合必定是曲面的切向量。
实际上,对于任意实数,只要命曲线L为,,其中,,则曲线L在点P的切向量是.
由于,故是线性无关向量,因此曲面在点P的切向量构成一个二维向量空间,这个空间称为曲面S在点P的切空间,记做,显然,构成了空间的一个基底。在空间中经过点P、并且由空间S在点P张成的平面就是曲面S在点P的切平面,显然,曲面在点P的切平面是与曲面的参数表示无关的概念。
曲面在点的切平面的参数方程是.
举例
平面的切平面为此平面自身。
锥面的所有切平面都经过一个定点
参考资料
最新修订时间:2023-08-12 23:53
目录
概述
性质
证明
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