函数 $$$\mathbf{\vec{r}\left(t\right)} = \left\langle \sin^{3}{\left(t \right)}, \cos^{3}{\left(t \right)}, \sin^{2}{\left(t \right)}\right\rangle$$$ 的单位切向量
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求$$$\mathbf{\vec{r}\left(t\right)} = \left\langle \sin^{3}{\left(t \right)}, \cos^{3}{\left(t \right)}, \sin^{2}{\left(t \right)}\right\rangle$$$的单位切向量。
解答
要得到单位切向量,我们需要对 $$$\mathbf{\vec{r}\left(t\right)}$$$(切向量)求导,然后将其归一化(求单位向量)。
$$$\mathbf{\vec{r}^{\prime}\left(t\right)} = \left\langle 3 \sin^{2}{\left(t \right)} \cos{\left(t \right)}, - 3 \sin{\left(t \right)} \cos^{2}{\left(t \right)}, \sin{\left(2 t \right)}\right\rangle$$$(步骤参见导数计算器)。
求单位向量:$$$\mathbf{\vec{T}\left(t\right)} = \left\langle \frac{6 \sqrt{26} \sin^{2}{\left(t \right)} \cos{\left(t \right)}}{13 \sqrt{1 - \cos{\left(4 t \right)}}}, - \frac{6 \sqrt{26} \sin{\left(t \right)} \cos^{2}{\left(t \right)}}{13 \sqrt{1 - \cos{\left(4 t \right)}}}, \frac{2 \sqrt{26} \sin{\left(2 t \right)}}{13 \sqrt{1 - \cos{\left(4 t \right)}}}\right\rangle$$$(步骤详见 单位向量计算器)。
答案
单位切向量为 $$$\mathbf{\vec{T}\left(t\right)} = \left\langle \frac{6 \sqrt{26} \sin^{2}{\left(t \right)} \cos{\left(t \right)}}{13 \sqrt{1 - \cos{\left(4 t \right)}}}, - \frac{6 \sqrt{26} \sin{\left(t \right)} \cos^{2}{\left(t \right)}}{13 \sqrt{1 - \cos{\left(4 t \right)}}}, \frac{2 \sqrt{26} \sin{\left(2 t \right)}}{13 \sqrt{1 - \cos{\left(4 t \right)}}}\right\rangle$$$A。