拐点

✍ dations ◷ 2025-04-02 08:26:52 #几何术语,微分学

拐点(Inflection point)或称反曲点,是一条连续曲线改变凹凸性的点,或者等价地说,是使切线穿越曲线的点。

决定曲线的拐点有助于理解曲线的外形,这在描绘曲线图形时特别有用。

若曲线图形在一点由凸转凹,或由凹转凸,则称此点为拐点。直观地说,拐点是使切线穿越曲线的点。

若该曲线图形的函数在某点的二阶导数为零或不存在,且二阶导数在该点两侧符号相反,该点即为函数的拐点。这是寻找拐点时最实用的方法之一。

拐点的必要条件:设 f ( x ) {\displaystyle f(x)} ( a , b ) {\displaystyle (a,b)} 内二阶可导, x 0 ( a , b ) {\displaystyle x_{0}\in (a,b)} ,若 ( x 0 , f ( x 0 ) ) {\displaystyle (x_{0},f(x_{0}))} 是曲线 y = f ( x ) {\displaystyle y=f(x)} 的一个拐点,则 f ( x 0 ) = 0 {\displaystyle f''(x_{0})=0} 。比如, f ( x ) = x 4 {\displaystyle f(x)=x^{4}} ,有 f ( 0 ) = 0 {\displaystyle f''(0)=0} ,但是0两侧全是凸,所以0不是函数 f ( x ) = x 4 {\displaystyle f(x)=x^{4}} 的拐点。

拐点的充分条件:设 f ( x ) {\displaystyle f(x)} ( a , b ) {\displaystyle (a,b)} 内二阶可导, f ( x 0 ) = 0 {\displaystyle f''(x_{0})=0} ,若在 x 0 {\displaystyle x_{0}} 两侧附近 f ( x ) {\displaystyle f''(x)} 异号,则点 ( x 0 , f ( x 0 ) ) {\displaystyle (x_{0},f(x_{0}))} 为曲线的拐点。否则(即 f ( x 0 ) {\displaystyle f''(x_{0})} 保持同号), ( x 0 , f ( x 0 ) ) {\displaystyle (x_{0},f(x_{0}))} 不是拐点。

拐点可以根据 f ( x ) {\displaystyle f'(x)} 为零或不为零,进行分类:

例如: y = x 3 {\displaystyle y=x^{3}} 的点 ( 0 , 0 ) {\displaystyle (0,0)} 是一个鞍点,切线为 x {\displaystyle x} 轴,切线正好将图像分为两半。

平面参数曲线的拐点是使其曲率变号的点,此时曲率中心(居于曲线凹侧)从曲线的一侧换至另一侧。

双正则点是使得参数曲线的一阶与二阶微分(它们是向量)线性无关的点。在双正则点上,曲线既无拐点亦非直线。在非双正则点上曲率为零,但是不一定有变号。在寻找参数曲线的拐点时,我们通常先以微分找出非双正则点,继之研究其局部性状,以判定是否为拐点。

注:某些作者偏好将拐点定义为“使一阶与二阶微分平行的点”,在此定义下,切线不一定在该点穿越曲线本身。

C {\displaystyle C} 为域 F {\displaystyle F} 上的平面代数曲线,其拐点定义为一平滑点 P C ( F ) {\displaystyle P\in C(F)} ,使得该点切线 L P {\displaystyle L_{P}} C {\displaystyle C} P {\displaystyle P} 点的相交重数 3 {\displaystyle \geq 3}

注意到一条曲线与 C {\displaystyle C} P {\displaystyle P} 点相切的充要条件是相交重数 2 {\displaystyle \geq 2} 。当 F = R {\displaystyle F=\mathbb {R} } 时,代数曲线的拐点定义等价于上节注记中的广义定义。

相关

  • 生物半衰期生物半衰期(英语:Biological Half-Life)是一个物质(如代谢物、药、讯息分子、放射性核种)失去一半的药理、生理、或放射性效应所需的时间。通常这个词用来描述肝、肾或排泄过程将
  • 穆斯林的征服萨珊王朝可萨人(英语:Arab–Khazar wars)河中地区(英语:Muslim conquest of Transoxiana)西哥德王国(西班牙)(英语:Umayyad conquest of Hispania)穆斯林的征服(阿拉伯语:الفتوحا
  • 机构古罗马政府与政治 系列条目罗马共和国前509年–前27年 罗马帝国前27年–1453年元首制西罗马帝国君主制东罗马帝国王政时代宪政(英语:Constitution of the Roman Kingdom) 共和
  • 药用胰岛素胰岛素(英语:Insulin)是用胰岛素或胰岛素类似物制成的蛋白质类药物。药用胰岛素有很多种,包括速效型(如门冬胰岛素)和长效性(如地特胰岛素)等。胰岛素可以治疗多种疾病,包括糖尿病和
  • 涌现的特性涌现(英语:emergence)或称创发、突现、呈展、演生,是一种现象,为许多小实体相互作用后产生了大实体,而这个大实体展现了组成它的小实体所不具有的特性。许多人都曾定义过“涌现”
  • 丰臣秀次丰臣秀次(1568年-1595年8月20日)是日本战国时代至安土桃山时代的武将、大名、关白,丰臣政权的第二代家督。天正十九年(1591年)秀吉因无子,以秀次为养子,立为关白及丰臣家家督。文禄
  • 荔枝公园荔枝公园是地处中国广东省深圳市福田区的一所市政公园,总面积为28公顷。于1982年在原地原有589株荔枝和低洼稻田基础上改建成园,主要景点为荔香阁、荔湖、揽月桥等。荔枝公园
  • 傅艺伟傅艺伟(1964年5月26日-,原名傅意伟),中国女演员,出生于黑龙江省哈尔滨市,现为北京电影制片厂演员。傅艺伟在1980年代凭借电影《末代皇后》、《贞女》在中国大陆影坛崭露头角,后又在
  • 大环内酯类化合物大环内酯(macrolides),或称大环内酯,是一组其作用在于结构内的“大环”的药物(一般都是抗生素),这个大环亦即是一连结一个或多个脱氧糖(多是红霉糖(英语:cladinose)及去氧糖胺(英语:desos
  • 西施西施(?-?),本名施夷光,是中国古代四大美女的沉鱼,春秋末期的浙江诸暨一带人氏,又称西子,是家喻户晓的美人,2003年浙江省诸暨市兴建了西施殿加以纪念。 最近有学者认为西施却不存在。浙