曲线

历史[编辑]

在数学上，一条曲线的定义为：

设

I=[a,b]

为一实数区间，即实数集的非空子集，那么曲线c 就是一个连续函数c : I → X 的映像，其中X 为一个拓扑空间。

我们常遇到的平面曲线的拓扑空间为 $\mathbb {R} ^{2}$ 。

若f是单射的，则 c是简单曲线（simple curve）。

若 $I=[a,b]$ 和 $f(a)=f(b)$ ，f是闭曲线（closed curve）或環圈。

请参阅参数方程。

一般来说，当在 $\mathbb {R} ^{n}$ 下一些符合一条方程的点的集合组成一条曲线时，那方程就叫那曲线的曲线方程。

例如， $x^{2}+y^{2}=1$ 是单位圆的曲线方程，因为有且仅有单位圆上的点符合这条方程；因这些点组成一个单位圆，故该方程正代表着平面上的单位圆。

请参阅弧长。

若 $\gamma (t):[a,b]\to X\subset R^{n}$ ，则其长度是

$L(\gamma )=\int _{a}^{b}|\gamma '(t)|\ dt$

例如，若一条平面曲线可表达成标准方程 $y=f(x)\,$ ，那么它的长度就是：

\int _{a}^{b}{{\sqrt {\left[f'\left(x\right)\right]^{2}+1}}\;{\rm {d}}x}

其中 $a\,$ 、 $b\,$ 为 $x\,$ 的上下限。

若平面曲线可表达成参数方程 $x(t),y(t)$ ，那么它的长度就是：

\int _{\alpha }^{\beta }{{\sqrt {\left({x'}\right)^{2}+\left({y'}\right)^{2}}}{\rm {d}}t}

其中 $\alpha \,$ 、 $\beta \,$ 为 $t\,$ 的上下限。