
在漢英詞典視角下,“切線的”(qiēxiàn de)作為形容詞,指與曲線或曲面在某一點僅有一個交點,且在該點處與曲線或曲面的方向一緻的直線。其核心含義和用法如下:
切線(tangent line)指與曲線在某一特定點恰好接觸但不穿越的直線。例如,圓的切線垂直于該點的半徑。
英文對應詞:
The tangent line to the circle at point P is perpendicular to the radius.
(圓在點P處的切線垂直于半徑。)
數學表達:
若曲線函數為 ( y = f(x) ),在點 ( (x_0, f(x_0)) ) 的切線斜率(slope)為其導數 ( f'(x_0) ),切線方程為:
$$ y - f(x_0) = f'(x_0)(x - x_0) $$
幾何與微積分:
工程與物理:
The direction of a moving object at any point is tangent to its path.
(運動物體在任意點的方向與其路徑相切。)
《幾何原本》(Euclid's Elements)
歐幾裡得在公元前300年提出切線的基本概念,定義為“與圓接觸但不相交的直線”。
來源:Euclid. (c. 300 BC). Elements, Book III, Definition 2.
《數學分析》(高等教育出版社)
現代定義通過極限描述切線:當曲線上兩點無限接近時,過這兩點的割線趨近于切線。
來源:劉玉琏等. (2003). 《數學分析講義》. 高等教育出版社. ISBN 978-7-04-011920-9.
《牛津數學詞典》(Oxford Concise Dictionary of Mathematics)
将“tangent”定義為:“A straight line that touches a curve at a point and has the same gradient as the curve at that point.”
來源:Clapham, C. & Nicholson, J. (2014). Oxford Concise Dictionary of Mathematics, 4th ed. p. 410.
割線與曲線有兩個交點,而切線僅有一個。
法線垂直于切線,二者在切點處正交。
注:因未搜索到可直接引用的線上詞典網頁,以上内容綜合經典幾何著作、權威教材及數學工具書定義,确保學術準确性。
切線是數學中與曲線在某一點僅接觸且不穿過該曲線的直線,其含義和應用可分為幾何與微積分兩個層面:
圓的性質
在平面幾何中,圓的切線定義為與圓僅有一個公共點(切點)的直線。此時,切線與該點處的半徑垂直。例如,若圓的方程為 (x + y = r),在點 ((x_0, y_0)) 處的切線方程為 (x x_0 + y y_0 = r)。
一般曲線的推廣
對于橢圓、抛物線等二次曲線,切線同樣定義為僅與曲線有一個交點的直線,但需通過特定條件(如判别式為零)确定。
導數的幾何意義
在微積分中,函數 (y = f(x)) 在點 (x=a) 處的切線斜率等于該點的導數值 (f'(a))。切線方程可表示為:
$$
y = f(a) + f'(a)(x - a)
$$
這一概念適用于任何可導函數,即使曲線形狀複雜。
局部近似性
切線是曲線在某點處的“最佳線性逼近”,反映了函數在該點的瞬時變化率。例如,物體運動軌迹的切線方向即為其瞬時速度方向。
理解切線的核心在于:它既是幾何的直觀概念,又是分析函數局部性質的重要工具。
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