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在数学中,如果在点P ,两个函数具有相同的值和k个相等的导数,则称这两个函数具有k 阶切触。这是一个等价关系,其等价类通常被称为射流。密切点也被称为双尖点。切触是一个几何概念;它可以用代数方法定义为估值。

人们还谈到在某一点上具有k 阶切触的曲线和几何对象: 也被称为密切(即吻合),概括了切线的性质。 (这里考虑了弧长的导数。)来自给定曲线族的密切曲线是在给定的点上,与给定曲线最可能具有切触阶数的曲线;例如切线是线族中的密切曲线,并且与给定曲线具有一阶切触; 密切圆是圆族的一条密切曲线,并且具有二阶切触(切角和曲率相同),等等。[1]

1 应用编辑

切触形式是奇数维流形上的1度的特殊微分形式;切触变换是坐标的相关变化,在经典力学中具有重要意义。

流形之间的切触经常在奇点理论中进行研究,其中切触的类型被分类为A系列(A0:相交, A1:正切, A2:密切,……)和与球体高度接触的脐或者称D 系列。

2 曲线之间的切触编辑

在平面中相交于一点 p 的两条曲线:

  • 如果曲线有简单的相交(非切线),则为零阶切触。
  • 如果两条曲线 相切,则为一阶切触。
  • 如果曲线的 曲率相等,则为二阶切触。这种曲线据说是密切的。
  • 如果曲率的导数相等,则为三阶切触。
  • 如果曲率的二阶导数相等,则为四阶切触。

2.1 曲线和圆之间的切触

具有一阶切触(相切的)的圆。

具二阶切触(密切的)的圆。有j

在曲线的顶点处具有三阶切触的圆。

对于光滑平面曲线S上的每一个点 S(t),正好有一个密切圆,其半径是κ(t)的倒数在 t 处的S 的曲率 。当曲率为零(在曲线的拐点处),密切圆是直线。 所有密切圆所在的中心(也称为“曲率中心”)是曲线的渐屈线 。

如果曲率κ'(t)的导数为零,那么密切圆将具有三阶切触,并且曲线被称为具有顶点。渐屈线将在圆心处有一个尖点。曲率的二阶导数的符号决定了曲线具有局部最小或者最大曲率。所有闭合曲线将至少有四个顶点,两个最小值和两个最大值(即四顶点定理)。

一般来说,曲线不会与任何圆有四阶切触。然而,四阶切触一般可以在单参数曲线族中出现,在单参数曲线族中的一条曲线上(随着参数的变化),两个顶点(一个最大值,一个最小值)聚集在一起并湮灭。在这些点上,曲率的二阶导数为零。

2.2 计量经济学中的双切线

在计量经济学中,也可以考虑在曲线上与两个点St1), St2)有两点切触的圆。这样的圆是双切线 圆。所有双切线圆的中心形成对称集。中轴是对称集的子集。巴西和英国经济学家马里奥·恩里克·西蒙森将这些集合用作表征生物物体形状的方法。

参考文献

  • [1]

    ^Rutter, J. W. (2000), Geometry of Curves, CRC Press, pp. 174–175, ISBN 9781584881667..

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