切平面

切平面【切平面】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 。
基本介绍中文名:切平面
外文名:tangent plane
拼音:qiē píng miàn 
领域:几何
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

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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
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给出,将其视为
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中的曲线,则其方程为
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球面的切平面显然,根据定义,
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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
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这表明曲面S在P点的切向量为
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,是
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的线性组合,其分量恰好是
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。反过来,
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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
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,只要命曲线L为
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,其中,
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,则曲线L在点P的切向量是
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.
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切平面由于
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,故
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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
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,显然,
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构成了空间
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的一个基底 。在空间
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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