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切線

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對黑線呢條曲線,紅線係佢其中一條切線,係佢喺紅點嘅切線。
圖中嗰塊透明嘅平面藍點嗰度同個球體切面[註 1]

切線cit3 sin3英文tangent )係幾何學入便嘅重要概念,喺曲線嚟講,係指咁啱掂到曲線上面某一直線。切線會喺特定嘅點嗰度接觸到條曲線,但係唔會穿過佢。[1]

切線呢個概念廣泛應用於幾何學、微積分以至物理學同埋工程學等嘅學科,而喺中學數學科入便都成日會考,例如香港中學文憑考試數學科考圓形相關嘅題目,時常都會講到切線。[2]

基本定義

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睇埋:直綫曲綫

用日常化嘅用語講,切線可以大致理解為咁啱喺某一點掂到某曲線嘅直線,縱使呢個定義並唔精確。

更精確噉講,切線嘅概念可以由解析幾何嚟諗:假若某條直線,佢通過曲線 y = f(x) 上嘅某一點 (c, f(c)),而且條直線嘅斜率等同於 f'(c),當中 f' 代表 f 嘅導數,噉呢條直線就謂之曲線 y = f(x) 喺 x = c 呢點嘅切線。

譬如係下圖,圖中有一個圓形同埋紅線畫嘅橢圓,由 A 嗰點,射出咗兩條切線,當中黑色嗰條喺 Pk 嗰點成黑色圓形嘅切線,而紅色嗰條則喺 P 嗰點成紅色紅色橢圓嘅切線:



解題應用

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香港中學文憑考試等考試嘅數學科之中,都成日會考切線相關嘅問題[3]

切線嘅性質,經常用嚟做證明嘅關鍵一步,例如[未記出處或冇根據]

因此,好多證明題嘅核心,其實就係搵出邊條線係切線。搵到邊條線係切線,知道邊啲形狀係直角三角形,邊啲三角形同對方全等,就可以計算未知線段嘅長度,或者推出角度間嘅關係。

另見

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註解

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  1. 英文tangent plane

引咗

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  1. Thomas L. Hankins (1985). Science and the Enlightenment. Cambridge University Press. p. 23. ISBN 9780521286190.
  2. J. Edwards (1892). Differential Calculus. London: MacMillan and Co. pp. 143 ff.
  3. (英文)Mathematics Education - Key Learning Area: 11.5 understand the properties of tangents to a circle and angles in the alternate segments

資源

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