包絡線

包絡線

幾何學,某個曲線族的包絡線(Envelope),是跟該曲線族的每條線都有至少一點相切的一條曲線。(曲線族即一些曲線的無窮集,它們有一些特定的關係。)

基本介紹

  • 中文名:包絡線
  • 外文名:Envelope
  • 套用學科幾何學
  • 公式:(A−s)x+sy= (A−s)(s)
  • 定義:每條線有至少一點相切的一條曲線
  • 相關術語:曲線族
幾何學定義,證明,其他定義,

幾何學定義

幾何學,某個曲線族的包絡線(Envelope),是跟該曲線族的每條線都有至少一點相切的一條曲線。(曲線族即一些曲線的無窮集,它們有一些特定的關係。)
設一個曲線族的每條曲線
可表示為
,其中 s是曲線族的參數,t是特定曲線的參數。若包絡線存在,它是由
得出,其中h(s)以以下的方程求得:
若曲線族以隱函式形式F(x,y,s)=0表示,其包絡線的隱方程,便是以下面兩個方程消去s得出。
繡曲線是包絡線的例子。直線族(A-s)x+sy=(A-s)(s)(其中A是常數,s是直線族的變數)的包絡線為拋物線

證明

設曲線族的每條曲線
設存在包絡線。由於包絡線的每點都與曲線族的其中一條曲線的其中一點相切,對於任意的s,設
表示
和包絡線相切的那點。由此式可見,s是包絡線的變數。要求出包絡線,就即要求出h(s)。
的切向量為
,其中t=h(s)。
在E的切向量為
。因為x是s和 t的函式,而此處 t=h(s),局部求導有:
類似地得
因為E和
在該點相切,因此其切向量應平行,故有
其中
。可用此兩式消去h'(s)。整理後得:

其他定義

電子信息學定義
一個高頻調幅信號,它幅度是按低頻調製信號變化的。如果把高頻調幅信號的峰點連線起來,就可以得到一個與低頻調製信號相對應的曲線。這條曲線就是包絡線。
經濟學定義
在經濟學上指的是每條包絡線上,在連續變化的每一個產量水平上,都存在著長期成本LTC曲線和一條短期成本STC曲線的相切點,該STC曲線所代表的生產規模就是生產該產量的最優生產規模,該切點所對應的總成本就是生產該產量的最低總成本。

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