微分学

切线(tangent line)

想象一颗弹珠沿着弯碗的内壁滚动。在任何一瞬间,它前进的方向都是一条直线——这条直线刚好在那一点擦过曲线,并指向曲线在那里前进的方向。这条擦过的直线就是切线。凑近看,如果你把一条光滑曲线放大得足够大,它就完全不再像弯的,而像一条直线;切线正是那条直线。

在 x = a 这一点处,切线经过点 (a, f(a)),斜率等于导数 f'(a)。所以它的方程是 y = f(a) + f'(a)(x - a)。这是曲线在该处的局部最佳线性拟合:在所有经过这一点的直线中,切线是当你挪开极小一步时最贴合曲线的那一条。导数提供斜率,点提供这条线落在何处。

一个常见的误解是:切线与曲线只在一点相切,或永远不穿过曲线。这两点都不可靠。切线可以恰好在切点处穿过曲线(想想拐点),同一条线也可能在一处相切、却在别处完全切穿曲线。决定切线的,是它在那一点处与曲线斜率相同——而不是这条线总共与曲线相遇几次。

y = f(a) + f'(a)(x - a)

在 x = a 处的切线:它经过 (a, f(a)),斜率为 f'(a)。

竖直切线(一条直立的相切线)没有有限斜率,所以即便曲线在那里有明确的相切方向,导数在该处也不存在。

又称
tangentline of tangency切线正切线切線