偏微分を用いた法線ベクトルの求め方まとめ|数学勉強法
法線ベクトルを求める場合、x、yそれぞれの偏微分をすることで簡単に求められます。
例題
x2+y2=1の(20)における法線ベクトルを求めよ。
解き方
法線ベクトルは、f(xy)=0の曲線で、
(xy)の座標においてその1つは(fxfy)となる・・・というのが定義です。
つまり、x、yのそれぞれを偏微分すれば良いのです。
例題において、xに関して微分すると、fx=2xとなります。
同様にyに関して微分すると、fx=2yとなります。
これらの(20)の座標での法線ベクトルということになるので、
xに2を、yに0を代入すると、fx=2xより、fx=4となります。
同じように、fy=2yなので、fy=0となります。
これにより、例題の法線ベクトルは(40)となるのです。
つまり、f(xy)=0の形に変換してやることで、
どんな難しい関数であっても、簡単に法線ベクトルが求められるというわけです。
法線ベクトルを知ることで、接戦の方程式も求められるので、応用範囲が広くなること間違いありません。