Дотична площину і нормаль до поверхні - студопедія

Геометричним чином (графіком) функції двох незалежних змінних в просторі R 3 є деяка поверхню Q. Виберемо на ній точку.

Визначення. Дотичній площиною до поверхні Q в даній точці називається площина, яка містить всі дотичні до кривих, проведеним на поверхні через цю точку.

Рівняння дотичної площини до поверхні в точці має вигляд

Якщо рівняння поверхні Q задано неявній функцією

Підставами значення приватних похідних в рівняння дотичної:

Отже, рівняння дотичної площини до поверхні в точці в разі неявного задання функції має вигляд

Визначення. Точка, в якій або хоча б одна з цих похідних не існує, називається особливою точкою поверхні. У такій точці поверхню може не мати дотичній.

Визначення. Нормаллю до поверхні Q в даній точці називається пряма, що проходить через цю точку перпендикулярно до дотичної площини, проведеної в даній точці поверхні.

Запишемо рівняння нормалі до поверхні в точці, користуючись умовою перпендикулярності прямої і площини:

Якщо поверхню Q задана неявно функцією то рівняння нормалі приймають вид

Приклад. Знайти рівняння дотичної площини і нормалі до поверхні в точці.

Рішення. Рівняння поверхні задано явною функцією. Обчислимо приватні похідні функції в точці:

Тоді рівняння дотичної площини набуде вигляду

Знайдемо рівняння нормалі:

Приклад. Знайти рівняння дотичної площини і нормалі до поверхні в точці.

Рішення. Рівняння поверхні задано неявно. Обчислимо приватні похідні функції в точці

Отже, рівняння дотичної площини має вигляд

Знаходимо рівняння нормалі

Схожі статті