В курсе геометрии вы уже встречались с понятием касательной, а именно, касательная к окружности определялась как прямая, лежащая в одной плоскости с окружностью и имеющая с ней единственную общую точку. Однако такое определение неприменимо для случая произвольной кривой.
Так, например, оси
и
имеют по одной общей точке с параболой
(рис. 4)

Рис. 4
Однако ось
– касательная к параболе, а ось
не является касательной к ней. Определим касательную к кривой
точке
в общем случае.
Пусть
– некоторая точка кривой
, отличная от
(рис 5).

Рис. 5
Прямая
, проходящая через точки
и
, называется секущей кривой
.
Если точку
перемещать по кривой
, приближая к точке
, то секущая
будет поворачиваться вокруг точки
, занимая соответственно положения
,
,
и т.д.
Если секущая
будет стремиться занять некоторое предельное положение
при стремлении точки
вдоль кривой
к точке
, то прямая
называется касательной к кривой
.
Заметим, что не всякая кривая в любой точке имеет касательную. Простейшим примером такой кривой может служить график функции
(рис. 6)

Рис. 6
Эта кривая в точке
не имеет касательной.
Прямая, проходящая через точку
, перпендикулярно касательной к кривой
в точке
, называется нормалью к кривой
в точке
.
Например, если прямая
– касательная к кривой
в точке
, то прямая
,
, является нормалью к данной кривой
(рис 7).

Рис. 7