Punkte auf gebogener Linie "ausrechnen" bzw. "auswählen" mit tikz
Hallo zusammen,
ich habe mit tikz die folgende Zeichnung erstellt:
\documentclass[a4paper]{article}
\usepackage[english]{babel}
\usepackage[utf8]{inputenc}
\usepackage{tikz}
\usetikzlibrary{arrows}
\usetikzlibrary{decorations.markings}
\usetikzlibrary{arrows.meta}
\begin{document}
\tikzset{->-/.style={decoration={
markings,
mark=at position #1 with {\arrow{>[length=5pt,width=8pt]}}},postaction={decorate}}}
\begin{figure}[h!]
\centering
\begin{tikzpicture}
%Achsen zeichnen, Achtung: y-Achse verschoben!
\draw[->] (-2,0) -- (4,0) node[right]{$x$};
\draw[->] (-1,-1) -- (-1,4) node[above]{$y$};
%Lösungsbahn zeichnen
\draw[out=0,in=-70] (2,0) to (3,1);
\draw[->-=0.5,out=110, in=50] (3,1) to (1,3);
\draw[out=-130, in=110] (1,3) to (0.5,1.5);
\draw[out=-70,in=70] (0.5,1.5) to (0.75,0.75);
\draw[out=-120,in=180] (0.75,0.75) to (2,0);
\draw[fill] (2,0) circle(1pt) node[below]{$\gamma(0)$};
%Punkte einzeichnen
\draw[fill] (0.5,1.5) circle(1pt) node[left]{$\gamma(t)$};
\draw[fill] (3,1) circle(1pt) node[right]{$\gamma(s)$};
%Verbindungslinie
\draw[dashed] (3,1) -- (0.5,1.5);
\draw[->,thick] (3,1) -- +(-0.981,0.196);
\end{tikzpicture}
\caption{$-u(x_0)$ graphisch begründet}
%\label{fig:Winkel zwischen g und x-Achse}
\end{figure}
\end{document}
Die Kurve ist willkürlich ausgedacht, d.h. die Kurve bzw. die Punkte können bei Bedarf abgeändert werden, was ich aber gerne vermeiden würde, da ich in weiteren Zeichnungen diese Kurve schon verwendet habe und diese ungerne abändern und überarbeiten würde. Mathematisch soll es ein einfach geschlossener, glatter Weg sein der sich im ersten Quadranten befindet und die x-Achse an einem Punkt tangiert.
Die Punkte für die Verbindungslinie sind aus reiner Bequemlichkeit als Anschlusspunkte der Kurve gewählt, danach normiere ich (händisch berechnet) den Vektor der zwischen diesen beiden Punkten entstehen würde. Soweit zur aktuellen Fassung. Ich würde nun gerne die Punkte auf der Kurve links und rechts näher an den Punkt auf der x-Achse verschieben. Das habe ich mit Augenmaß soweit hinbekommen und zwei ungefähre Punkte einfach soweit jeweils verschoben bis es passend aussah.
\documentclass[a4paper]{article}
\usepackage[english]{babel}
\usepackage[utf8]{inputenc}
\usepackage{tikz}
\usetikzlibrary{arrows}
\usetikzlibrary{decorations.markings}
\usetikzlibrary{arrows.meta}
\begin{document}
\tikzset{->-/.style={decoration={
markings,
mark=at position #1 with {\arrow{>[length=5pt,width=8pt]}}},postaction={decorate}}}
\begin{figure}[h!]
\centering
\begin{tikzpicture}
%Achsen zeichnen, Achtung: y-Achse verschoben!
\draw[->] (-2,0) -- (4,0) node[right]{$x$};
\draw[->] (-1,-1) -- (-1,4) node[above]{$y$};
%Lösungsbahn zeichnen
\draw[out=0,in=-70] (2,0) to (3,1);
\draw[->-=0.5,out=110, in=50] (3,1) to (1,3);
\draw[out=-130, in=110] (1,3) to (0.5,1.5);
\draw[out=-70,in=70] (0.5,1.5) to (0.75,0.75);
\draw[out=-120,in=180] (0.75,0.75) to (2,0);
\draw[fill] (2,0) circle(1pt) node[below]{$\gamma(0)$};
%Punkte einzeichnen
\draw[fill] (1.65,0.05) circle(1pt) node[left]{$\gamma(t)$};
\draw[fill] (2.4,0.1) circle(1pt) node[right]{$\gamma(s)$};
%Verbindungslinie
\draw (2.4,0.1) -- (1.65,0.05);
\end{tikzpicture}
\caption{$-u(x_0)$ graphisch begründet}
%\label{fig:Winkel zwischen g und x-Achse}
\end{figure}
\end{document}
Ich frage mich jetzt, ob das nicht auch genauer geht, d.h. ob man einen Punkt auf dem gezeichneten Kurvenstück \draw[out=0,in=-70] (2,0) to (3,1); direkt ansteuern kann, um die Verbindungslinie einzuzeichnen. Falls das möglich ist, lässt sich auch direkt der normierte Vektor damit bestimmen ohne das händisch zu berechnen?
Ich hoffe mein Problem bzw. Anliegen ist verständlich, ansonsten versuche ich das noch genauer auszuführen!