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259 字
1 分钟
7.1一元向量值函数及其导数
2026-05-16

定义#

1. 一元向量值函数的定义#

II 为实数区间,若对任意 tIt\in I,都唯一确定一个 nn 维向量 r(t)=(f1(t),f2(t),,fn(t))\boxed{r}(t)=\big(f_1(t),f_2(t),\dots,f_n(t)\big) 则称 r(t)\boxed{r}(t) 为定义在 II 上的一元向量值函数。 分量 f1(t),,fn(t)f_1(t),\dots,f_n(t) 都是普通一元函数。 r(t)=(x(t),y(t),z(t))\boxed{r}(t)=\big(x(t),\,y(t),\,z(t)\big)r(t)\boxed{r}(t) 的终点轨迹是空间中的一条曲线,因此向量值函数也叫曲线的向量方程

1. 极限定义#

r(t)=(x(t),y(t),z(t))\boxed{r}(t)=(x(t),y(t),z(t)),若 limtt0x(t)=x0,limtt0y(t)=y0,limtt0z(t)=z0\lim_{t\to t_0}x(t)=x_0,\quad \lim_{t\to t_0}y(t)=y_0,\quad \lim_{t\to t_0}z(t)=z_0 则称 limtt0r(t)=(x0,y0,z0)\lim_{t\to t_0}\boxed{r}(t)=(x_0,y_0,z_0) 一句话:向量极限 = 各分量分别求极限。

2. 连续性#

r(t)\boxed{r}(t)t0t_0 连续     limtt0r(t)=r(t0)\iff \lim_{t\to t_0}\boxed{r}(t)=\boxed{r}(t_0) 等价于:每个分量函数都在 t0t_0 连续

导数(导向量)#

1. 定义#

r(t)=limΔt0r(t+Δt)r(t)Δt\boxed{r}'(t)=\lim_{\Delta t\to0}\frac{\boxed{r}(t+\Delta t)-\boxed{r}(t)}{\Delta t} 若极限存在,称 r(t)\boxed{r}(t)tt可导,极限值为导向量

导向量的几何意义#

r(t)\boxed{r}(t) 是空间曲线 CC 的向量方程。

  1. 导向量 r(t)\boxed{r}'(t) 是曲线在该点的切向量
  2. r(t0)0\boxed{r}'(t_0)\neq\boxed{0},则曲线在 t0t_0有切线
  3. 切线方向向量: T=r(t0)=(x(t0),y(t0),z(t0))\boxed{T}=\boxed{r}'(t_0)=\big(x'(t_0),y'(t_0),z'(t_0)\big)

2. 分量求导公式(最重要)#

r(t)=(x(t),y(t),z(t))\boxed{r}'(t)=\big(x'(t),\,y'(t),\,z'(t)\big)向量求导 = 各分量分别求导。

3. 高阶导数#

r(t)=(x(t),y(t),z(t))\boxed{r}''(t)=\big(x''(t),y''(t),z''(t)\big) 以此类推。

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7.1一元向量值函数及其导数
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作者
Coldgerm
发布于
2026-05-16
许可协议
CC BY-NC-SA 4.0

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