§ 351. Касательная к пространственной линии
Касательная к линии
в точке
есть прямая
к которой стремится секущая
когда точка
стремится к
(ср. § 225).
Если линия
задана параметрическими уравнениями
то за направляющий вектор (§ 143) касательной можно принять вектор
или коллинеарный ему вектор
Его модуль равен единице. Поэтому вектор
называется единичным вектором касательной.
Координаты вектора
есть направляющие косинусы касательной (§ 144)
(на рис. 390
).
Пояснение. За направляющий вектор секущей можно принять вектор
а значит, и коллинеарные ему векторы
и
. Формулы (2) и (3) получаются предельным переходом.
Из рис. 390 имеем
Предельный переход дает
Аналогично получаем две другие формулы (4).
Симметричные уравнения касательной (§ 150) имеют вид
Штрихи обозначают производные по любому параметру. Пример. Рассмотрим винтовую линию (§ 349)
Вектор
есть направляющий вектор касательной. Из уравнений (6) § 350 находим единичный вектор касательной:
Рис. 390
так что
Последняя формула дает:
(ср. § 349).
Уравнения касательной имеют вид
или
В параметрическом виде
В начальной точке
касательная представляется уравнениями