拐點(英語:Inflection point)或稱拐點,是一條連續曲線由凸轉凹,或由凹轉凸的點,或者等價地說,是使切線穿越曲線的點。
決定曲線的拐點有助於理解曲線的外形,這在描繪曲線圖形時特別有用。
定義
若曲線圖形在一點由凸轉凹,或由凹轉凸,則稱此點為拐點。直觀地說,拐點是使切線穿越曲線的點。
若該曲線圖形的函數在某點的二階導數為零或不存在,且二階導數在該點兩側符號相反,該點即為函數的拐點。這是尋找拐點時最實用的方法之一。
拐點的必要條件
拐點的必要條件:設在內二階可導,,若是曲線的一個拐點,則。
比如,,有,但是0兩側全是凸,所以0不是函數的拐點。
拐點的充分條件:設在內二階可導,,若在兩側附近異號,則點為曲線的拐點。否則(即保持同號),不是拐點。
分類
拐點可以根據為零或不為零,進行分類:
- 如果為零,此點為拐點的駐點,簡稱為鞍點。
- 如果不為零,此點為拐點的非駐點。
例如:的點是一個鞍點,切線為軸,切線正好將圖像分為兩半。
參數曲線的拐點
平面參數曲線的拐點是使其曲率變號的點,此時曲率中心(居於曲線凹側)從曲線的一側換至另一側。
雙正則點與拐點
雙正則點是使得參數曲線的一階與二階微分(它們是向量)線性獨立的點。在雙正則點上,曲線既無拐點亦非直線。在非雙正則點上曲率為零,但是不一定有變號。在尋找參數曲線的拐點時,我們通常先以微分找出非雙正則點,繼之研究其局部性狀,以判定是否為拐點。
註:某些作者偏好將拐點定義為「使一階與二階微分平行的點」,在此定義下,切線不一定在該點穿越曲線本身。
代數曲線的拐點
設為域上的平面代數曲線,其拐點定義為一平滑點,使得該點切線與在點的相交重數。
注意到一條曲線與在點相切的充要條件是相交重數。當時,代數曲線的拐點定義等價於上節註記中的廣義定義。
參見
文獻