接線と法線の方程式(点 1 つと傾き 1 つで直線は決まる)
接線を作るのに要るのは、通る点と傾きの つだけです。点は 、傾きは 。
法線は、その接線と直角に交わる直線です[1]。直角に交わる 直線は傾きの積が になるので、法線の傾きは 。
接点が動くと、接線と法線は角度を保ったまま向きを変えます。接線の傾きが になる山と谷では、法線が縦を向く。
例:放物線の接線と法線
の での接線を求めます。、。
法線の傾きは です。同じ点を通るので、次の式になります。
を確かめておくと、符号の入れ忘れに気づけます。
例:対数関数の接線
の での接線です。、。
原点の少し右で、傾き の直線が曲線に触れます。 が より下にあることは、この接線から読めます。
例:3 乗根の曲線に接線を引く
の での接線を作ります[2]。、 から 。
指数が分数でも手順は変わりません。値と傾きを つ計算するだけです。
曲線の外の点から引く接線
「点 から に引いた接線」のような問題では、接点が分かりません。そこで接点を文字で置きます。
接点を とすると、傾きは 。接線の式は次のとおり。
これが を通る条件を書きます。、 を代入すると となり、。

接線は と の 本になりました。接点が分からないときは文字で置く、という手順がそのまま答えにつながります。
「その点を通る」と「その点で接する」を混同しないところが分かれ目です。 は放物線の上にありません。
上の点 における法線の方程式はどれか。
2 つの曲線が接する条件
曲線と直線が接するのは、同じ点を共有し、そこで傾きも一致するときです。
と が接する を求めます。接点を とすると、条件は つ。
番目から です。 番目に戻すと または 。
値が等しいだけでは交わるだけです。傾きの一致まで書いて、はじめて接する条件になります。
陰関数や媒介変数のとき
接線の作り方は、傾きの求め方が変わるだけで同じです[3]。
なら 。点 での傾きは となり、接線は です。
媒介変数なら を で割って傾きを出します。あとは点を代入するだけ。
接線は最良の 1 次近似
接線は、その点のごく近くで曲線といちばんよく重なる直線です[2]。
を見積もるなら、 の での接線を使います。、 なので 。
実際の値は で、小数第 位まで合っています。接点から離れるほど、ずれは大きくなる。
点 から に引いた接線の本数はどれか。
- 本
- 本
- 本
接点を とすると接線は です。 を通る条件から となり、 と の 2 つが出ます。
手順をそろえる
接点を文字で置くところまで進めば、あとは方程式を解く作業です。図をかいて本数の見当をつけておくと、解の個数の確認になります。











f′(x)=3x2 なので接線の傾きは 3、法線の傾きは −31 です。点 (1, 1) を通るので y−1=−31(x−1) となります。