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  • 【问题思考】如何通过参数式求出方向向量?(待深入本质)


    问题

    今天在做23李六第二套的时候看到了一道题:
    请添加图片描述
    答案里面说的直接再加一个y=y和上面的两个方程就凑成了三个方程(x关于y的,y关于y的,z关于y的,最后每个方程都对y求导,再代入y=1,就有了方向向量)。这里我产生了一个疑问,参数式这么任意的吗?我记得只有t才能做参数,还有就是标准的参数式应该是如下的吧,怎么可以不带入点呢?以及为什么对参数求导就能得到方向向量呢?
    请添加图片描述

    思考

    因此,我就开始疑惑参数式的本质究竟是什么。
    在这里插入图片描述
    显然,在这里,x对t求导对应的是l,是方向向量和x轴的夹角的k倍,也就是cosα,相应的,m是和y轴夹角的k倍,n是和z轴夹角的k倍(三个k相等),单位化后就有:
    (l,m,n)->(cosα,cosβ,cosγ)

    这个cosα具体等于什么呢?
    比如方向向量是(l,m,n)那么(l,m,n)点乘(1,0,0)=|(l,m,n,)||(1,0,0)|cosα,即方向向量点乘坐标轴向量(cosα对应和x轴的夹角),cosα就是l除以l的模,因此,cosα和l是有线性关系的,方向向量单位化后就变成了cos的形式。这也是为什么三个cos的模为1(因为平方相加就变成了模除以模)

    发现一个有用的hhh,向量点乘可以凑出来向量之间的夹角。

    那么直线式子的看的更清晰了,不过这只是说,如果我们有了方向向量,可以去列参数式,但是没有方向向量的时候,我们如何通过参数式构造方向向量?

    我想,答案只能是随便构建了。。。只要能将x,y,z通过同一个参数表示(比如t,那么就大功告成(这个t可以是y或者x等等)),然后x,y,z分别对t求导即可得出方向向量。。。

    虎头蛇尾了,但是真的没想出来,咋能求出来方向向量(就是这个的物理意义是什么)有机会再搞吧。。。

    2023.11.24更新

    感谢@去人777的补充:

    这个物理意义应该就是速度,把参数当成时间,(x,y,z)的变化是位移差,位移对时间求导就是速度,速度的方向和位移差的方向一致,所以是这一点处的切向

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