If is the vector joining the origin of a coordinate system and the point , then specification of the vector function defines , and as function of . As changes, the terminal point of describes a space curve having parametric equations , , . If the parameter is the arc length measured from some fixed point on the curve, then
is a unit vector in the direction of the tangent to the curve and is called the unit tangent vector. If is the time , then
is the velocity with which the terminal point of describes the curve. We have
from which we see that the magnitude of , often called the speed, is . Similarly,
is the acceleration with which the terminal point of describes the curve. These concepts have important applications in mechanics.
日: 2014年3月22日
ベクトル導関数の幾何学的解釈
が座標系の原点 と点 とを結合するベクトルの時,ベクトル関数 の詳細は , および を の関数として定義します. が変化するにつれて の終点はパラメトリックな方程式 , , を持つ 空間曲線 を描きます.変数 が曲線上のある固定点から測定した弧長 の時,
上式は曲線の接線方向への単位ベクトルであり 単位接線ベクトル と呼びます.仮に が時間 の時,
上式は終点 が曲線上に描く 速度 です.ここで
の大きさを得,しばしば 速度 は と記述します.同様に
上式は終点 が曲線上で描く 加速度 です.この概念は 力学 にとって重要な意味を持ちます.