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拐值
✍ dations ◷ 2025-04-03 10:46:42 #拐值
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)}
在
(
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)}
在
(
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。设
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 Pin C(F)}
,使得该点切线
L
P
{displaystyle L_{P}}
与
C
{displaystyle C}
在
P
{displaystyle P}
点的相交重数
≥
3
{displaystyle geq 3}
。注意到一条曲线与
C
{displaystyle C}
在
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。
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