二、 切面、法线与曲面的方向
[法线单位矢量] 通过曲面上一的M所有曲面曲线(即该曲面上的曲线),在点M的切线落在同一平面上(奇点除外),称这平面为曲面在点M的切面通过点M与切面垂直的直线称为曲面在点M的法线.
切面通过的矢量
ru=和
称为坐标矢量,它们分别是u线和线在点M的切矢量(图7.24)
图 7.24 |
曲面上点的法线单位矢量为
这里为了区别曲线的法线单位矢量和曲面的法线单位矢量,前者以n表示,后者以N表示.
[曲面的方向] 曲面的方向规定如下:朝N的正向那一面是曲面的正面(图7.24中看到的一面);另一面为反面.
[曲面的切线方程与法线方程]
曲面方程 |
切面方程 |
法线方程 |
z=f(x,y)
r=r(u,) |
或(r-r0)N0=0 |
或 式中为参数 |
表中分别表示在点M(x0,y0,z0)的值,r0是点M的矢径,分别表示在点M的值,N0为点M的法线单位矢量.
[曲面的奇点] 若曲面F(x,y,z)=0上一点M(x0,y0,z0)的三个偏导数同时等于零,即
则称点M为该曲面的奇点.