法线方程是曲线在某一点的切线的垂线方程。给定一个函数 y = f(x) 和它上面的一点 (x0, f(x0)),法线方程可以通过以下步骤求得:
1. 计算函数在点 (x0, f(x0)) 处的导数,记作 f'(x0)。导数 f'(x0) 表示该点处切线的斜率。
2. 法线的斜率是切线斜率的负倒数,即 -1/f'(x0)。
3. 使用点斜式方程 y - y1 = m(x - x1),其中 m 是斜率,(x1, y1) 是已知点,来求得法线方程。将 f'(x0) 和 f(x0) 代入,得到:
y - f(x0) = -1/f'(x0) * (x - x0)
这就是在点 (x0, f(x0)) 处曲线 y = f(x) 的法线方程。
例如,如果函数是 y = x^2,在点 (1, 1) 处的切线斜率是 2(因为导数 f'(x) = 2x,在 x=1 时为 2),所以法线的斜率是 -1/2。代入点斜式方程得到法线方程:
y - 1 = -1/2 * (x - 1)
整理后得到:
y = -1/2 * x + 3/2
这就是 y = x^2 在点 (1, 1) 处的法线方程