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tyuuiii

[交流] 【求助】方程不同导数的意义不一样 已有2人参与

对于曲线议程F,Fx表示是切线切向量,而对于曲面方程F,Fx,Fy,Fz表示是法向量,为什么同样导数,一个成切线,一个是法线呢?

[ Last edited by javeey on 2010-7-12 at 14:55 ]
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onesupeng

金虫 (职业作家)

★ ★ ★ ★ ★ ★
小木虫(金币+0.5):给个红包,谢谢回帖交流
javeey(金币+3):谢谢提供解答 2010-07-12 14:55:42
wuguocheng(金币+2, 数学EPI+1):挺详细 2010-07-12 21:38:16
同样的问题,以前已经有人问过。

y=F(x)和F(x,y)=0

z=F(x,y)和F(x,y,z)=0

写个特例对比对比,就能得到解释。

例如:

a、对于曲线
y=x^2
于是(dx,dy)=(1,2x)dx为曲线的切向量
而F(x,y)=y-x^2=0的情况有所不一样,(Fx,Fy)=(-2x,1)显然变成法向量。因此说曲线方程的时候,应该说清楚或者看清楚。说法确定,则结论也是确定的。

b、对于曲面

z=x^2+y^2
(dx,dy,dz)=(dx,dy,2xdx+2ydy),这个向量是在平面内的。即与平面相切。

而

F(x,y,z)=z-(x^2+y^2)=0时,(Fx,Fy,Fz)组成的向量同样是法向量。

对于切向量的理解,应该是从微分的角度出发的,如曲线的(dx,dy)组成曲线切向量,(dx,dy,dz)是曲面的且向量。

而形如F(x,y)=0或者F(x,y,z)=0是等值线(面)的意义,我们可以写成
F(x,y)=c或者F(x,y,z)=c的形式,对于不同的c,他们代表不同的曲线(面),如果假想对c变分,就可以写成形如dc=\nabla F \cdot (dx,dy)或者dc=\nabla F \cdot (dx,dy,dz)的形式,根据梯度的含义,它是c变化最快的方向,\nabla F只能是曲线(面)的法向量。当(dx,dy)或者(dx,dy,dz)在线(面)内,dc=0,进一步说明\nabla F只能是曲线(面)的法向量。

[ Last edited by onesupeng on 2010-7-11 at 07:29 ]
长期招收博士生,参见http://fsl-unsw.com
2楼2010-07-10 23:54:15
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tyuuiii

谢谢楼主热情的解答,方程右边移过来的目的,最后写f(x,y,z)意义就变了,也就是原来一个自变量,变成两个,或者三个,那么,其等值线意义也就清楚了。这样就有梯度物理意义了,欢迎大家讨论
3楼2010-07-14 11:20:53
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