曲率圆

和圆不太一样,函数对应曲线的弯曲程度要看具体的位置。如下图所示,可看出函数的曲线在点附近较为弯曲,在点附近较为平坦。

函数的曲线在点附近较为弯曲,在点附近较为平坦

可以借助圆的曲率来描述曲线上某位置的弯曲程度,具体做法举例说明下。比如在下图中的点附近再选择两个点,根据高中知识可知,这三个点唯一确定一个圆。

点及其附近两点,可唯一确定一个圆

将这两个点不断靠近点,最终得到圆的半径较小、曲率较大,它实际上可以反映出函数点较为弯曲,如下图所示。

将附近两点不断靠近点,最终得到的圆可反应曲线在点的弯曲程度

因为该圆可以反映出函数点的弯曲程度,所以也称之为函数点的 曲率圆 (Osculating circle)。又因为该圆的构造过程和切线类似,所以又称为 密切圆

再举例说明一下,如下面的动图所示,更改点的位置,可看到在曲线较为弯曲处,密切圆也较为弯曲;在曲线较为平坦处密切圆也较为平坦(近乎直线)。密切圆确实可以反应曲线的弯曲程度。

更改点的位置,密切圆总可以反应曲线的弯曲程度

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