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设曲面方程为省公开课一等奖全国示范课微课金奖课件.pptx

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§5.曲面的切平面与法线

设曲面方程为

F(x,y,z)0

过曲面上点M0(x0,y0,z0)任作一条在曲面上曲线,l设

其方程为



xx(t),yy(t),zz(t)

n

显然有F(x(t),y(t),z(t))0T

M

在上式两端对t求导,得



(Fx)x(t)(Fy)y(t)(Fz)z(t)0

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§5.曲面的切平面与法线



nT

M

曲线在的切向量为

M0xt0,yt0,zt0,

法向量为

Fxx0,y0,z0,Fyx0,y0,z0,Fzx0,y0,z0

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§5.曲面的切平面与法线

在M0点(设M0点对应于参数tt0)有

(F)x(t)(F)y(t)(F)z(t)0

xM00yM00zM00

上式说明法向量n((F),(F),(F))与切向量

xM0yM0zM0

正交。

xt0,yt0,zt0

因为l任意性,可见曲面上过M任0一条曲线在该点

切线都与正交,n所以这些切线应在同一平面上,这

个平面称为曲面在点切M平0面,而就是切n平面法

向量。

从而曲面在点切平面方程为

M0

(F)(Xx)(F)(Yy)(F)(Zz)0

xM00yM00zM00

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§5.曲面的切平面与法线

过点与切平面垂直直线,称为曲面在点法线,

M0M0

其方程为

XxYyZz

000

(F)(F)(F)

xM0yM0zM0

该法线一组方向数为:

(Fx)M,(Fy)M,(Fz)M

000

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§5.曲面的切平面与法线

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