З курсу аналітичної геометрії відомо, що рівняння прямої, яка проходить через точку
з кутовим коефіцієнтом, що дорівнює
, має наступний вигляд:
.

Дотична і нормаль до кривої
Дотична до кривої
в точці
має кутовий коефіцієнт
. Отже, рівнянням дотичної буде:
![]()
Відзначимо, що коли дотична паралельна осі
, то кут її нахилу
з додатним напрямком осі абсцис дорівнює нулю і тоді
. Якщо дотична в точці
паралельна осі
,то
і тоді
.
Пряма, яка перпендикулярна до дотичної кривої
в точці
і проходить через точку
, називається нормаллю до цієї кривої в точці
. Оскільки кутові коефіцієнти двох взаємно перпендикулярних прямих на площині пов’язані співвідношенням
, то рівняння нормалі до кривої
в точці
набуває вигляду:
![]()
Зауваження: рівняння (2) має сенс при умові, що
. Якщо ж
, то рівняння нормалі набуде вигляду
.

Ілюстрація до визначення кута між двома кривими
Кутом між двома кривими
і
в точці їх перетину
називають кут між дотичними до цих кривих в точці
, який обчислюють за формулою:
![]()
Рівняння дотичної і нормалі до кривої – приклади розв’язання:
Приклад 1: скласти рівняння дотичної і нормалі до кривої
у точці
.
За умовою задачі
. Тоді
. Знайдемо похідну заданої функції в точці
. В результаті будемо мати:

Далі, скориставшись формулами (1) і (2), запишемо шукані рівняння дотичної і нормалі:

Приклад 2: скласти рівняння всіх дотичних до графіка функції
, що проходять через точку
.
Отже, нехай
– абсциса точки дотику до графіка заданої функції. Тоді,
,
,
,
– рівняння дотичної.

Дотичні до кривої, що проходять через точку M
Виходячи з того, що дотична проходить через точку
, то її координати повинні задовольняти рівняння дотичної, тобто
. Звідси,
або
. Отже, шукані рівняння дотичних мають наступний вигляд:

Приклад 3: за якими кутами перетинаються криві
і
.
Отже, на першому кроці, знайдемо точки перетину даних ліній. Для цього, розв’яжемо систему двох нелінійних рівнянь наступного вигляду:

В результаті отримаємо дві точки
і
. Оскільки дотичні до кривих в точці
збігаються з віссю абсцис, то кут міх кривими, в даній точці, дорівнює нуль градусів.

Кут між кривими y=x^2 і y=x^3
У точці
кут між кривими визначимо за формулою (3):

Отже,
.
Блок-схема алгоритму знаходження кута між кривими
