本文研究平面、空间直线在参数方程形式下,切线斜率(即导数)如何表示的问题。
如上图所示。
设
y
=
f
(
x
)
,
x
=
φ
(
t
)
,
y
=
ψ
(
t
)
当
t
=
t
0
时,
x
=
x
0
,
y
=
y
0
,即点
A
坐标为
(
x
0
,
y
0
)
点
A
处的导数
f
′
(
x
0
)
=
lim
Δ
x
→
0
Δ
y
Δ
x
=
lim
Δ
t
→
0
ψ
(
t
0
+
Δ
t
)
−
ψ
(
t
0
)
φ
(
t
0
+
Δ
t
)
−
φ
(
t
0
)
=
lim
Δ
t
→
0
ψ
(
t
0
+
Δ
t
)
−
ψ
(
t
0
)
Δ
t
/
φ
(
t
0
+
Δ
t
)
−
φ
(
t
0
)
Δ
t
=
lim
Δ
t
→
0
ψ
(
t
0
+
Δ
t
)
−
ψ
(
t
0
)
Δ
t
/
lim
Δ
t
→
0
φ
(
t
0
+
Δ
t
)
−
φ
(
t
0
)
Δ
t
=
ψ
′
(
t
0
)
φ
′
(
t
0
)
因此点
A
处的切线向量可表示为
(
ψ
′
(
t
0
)
,
φ
′
(
t
0
)
)
而切线方程为
y
−
y
0
=
ψ
′
(
t
0
)
φ
′
(
t
0
)
(
x
−
x
0
)
,即
y
−
y
0
ψ
′
(
t
0
)
=
x
−
x
0
φ
′
(
t
0
)
同理可得空间直线的点向式方程为:
y
−
y
0
ψ
′
(
t
0
)
=
x
−
x
0
φ
′
(
t
0
)
=
z
−
z
0
ω
′
(
t
0
)
如上图所示。\\ 设y=f(x),x=\varphi(t),y=\psi(t) \\ 当t=t_0时,x=x_0,y=y_0,即点A坐标为(x_0,y_0) \\ 点A处的导数f^\prime(x_0)=\lim_{\Delta x \to 0}\frac{\Delta y}{\Delta x}=\lim_{\Delta t \to 0}\frac{\psi(t_0+\Delta t)-\psi(t_0)}{\varphi(t_0+\Delta t)-\varphi(t_0)} \\ \,\\ =\lim_{\Delta t \to 0}\frac{\psi(t_0+\Delta t)-\psi(t_0)}{\Delta t}/\frac{\varphi(t_0+\Delta t)-\varphi(t_0)}{\Delta t} \\ \,\\ =\lim_{\Delta t \to 0}\frac{\psi(t_0+\Delta t)-\psi(t_0)}{\Delta t}/\lim_{\Delta t \to 0}\frac{\varphi(t_0+\Delta t)-\varphi(t_0)}{\Delta t} \\ \,\\ =\frac{\psi^\prime(t_0)}{\varphi^\prime(t_0)} \\ \,\\ 因此点A处的切线向量可表示为(\psi^\prime(t_0),\varphi^\prime(t_0)) \\ 而切线方程为y-y_0=\frac{\psi^\prime(t_0)}{\varphi^\prime(t_0)}(x-x_0),即\frac{y-y_0}{\psi^\prime(t_0)}=\frac{x-x_0}{\varphi^\prime(t_0)} \\ \,\\ 同理可得空间直线的点向式方程为:\\ \frac{y-y_0}{\psi^\prime(t_0)}=\frac{x-x_0}{\varphi^\prime(t_0)}=\frac{z-z_0}{\omega^\prime(t_0)}
如上图所示。设y=f(x),x=φ(t),y=ψ(t)当t=t0时,x=x0,y=y0,即点A坐标为(x0,y0)点A处的导数f′(x0)=Δx→0limΔxΔy=Δt→0limφ(t0+Δt)−φ(t0)ψ(t0+Δt)−ψ(t0)=Δt→0limΔtψ(t0+Δt)−ψ(t0)/Δtφ(t0+Δt)−φ(t0)=Δt→0limΔtψ(t0+Δt)−ψ(t0)/Δt→0limΔtφ(t0+Δt)−φ(t0)=φ′(t0)ψ′(t0)因此点A处的切线向量可表示为(ψ′(t0),φ′(t0))而切线方程为y−y0=φ′(t0)ψ′(t0)(x−x0),即ψ′(t0)y−y0=φ′(t0)x−x0同理可得空间直线的点向式方程为:ψ′(t0)y−y0=φ′(t0)x−x0=ω′(t0)z−z0