曲率
ある任意の曲線において、線上の点 P0 を基点とし、そこから曲線上の任意点 P(位置ベクトル rP で表されるとする)までの距離を s とする。(この場合の s は一般座標上の距離か曲線上の長さのいずれでもよい。)
このとき点 P の位置は、
r P = r ( s ) {\displaystyle \mathbf {r} _{P}=\mathbf {r} (s)}
のように、変数 s の関数として表すことができる。(以下、特に断らない限り rP = r とする。)
このとき、点 P で接する方向の単位ベクトル(これを tP とする)は、
t P = t ( s ) = lim Δ s → 0 r ( s + Δ s ) − r ( s ) Δ s = d r d s {\displaystyle \mathbf {t} _{P}=\mathbf {t} (s)=\lim _{\Delta s\to 0}{\mathbf {r} (s+\Delta s)-\mathbf {r} (s) \over {\Delta s}}={d\mathbf {r} \over {ds}}}
となる。(位置ベクトルの変位分 Δr が十分小さいとき、|Δr| = Δs であるから、これは単位ベクトルである。