包络线

包络线

在几何学,某个曲线族的包络线(Envelope),是跟该曲线族的每条线都有至少一点相切的一条曲线。(曲线族即一些曲线的无穷集,它们有一些特定的关係。)

    • 中文名:包络线
    • 外文名:Envelope
    • 套用学科:几何学
    • 公式:(A−s)x+sy= (A−s)(s)
    • 定义:每条线有至少一点相切的一条曲线
    • 相关术语:曲线族

几何学定义

在几何学,某个曲线族的包络线(Envelope),是跟该曲线族的每条线都有至少一点相切的一条曲线。(曲线族即一些曲线的无穷集,它们有一些特定的关係。)

设一个曲线族的每条曲线

可表示为

,其中 s是曲线族的参数,t是特定曲线的参数。若包络线存在,它是由

得出,其中h(s)以以下的方程求得:

若曲线族以隐函式形式F(x,y,s)=0表示,其包络线的隐方程,便是以下面两个方程消去s得出。

绣曲线是包络线的例子。直线族(A-s)x+sy=(A-s)(s)(其中A是常数,s是直线族的变数)的包络线为抛物线。

证明

设曲线族的每条曲线

设存在包络线。由于包络线的每点都与曲线族的其中一条曲线的其中一点相切,对于任意的s,设

表示

和包络线相切的那点。由此式可见,s是包络线的变数。要求出包络线,就即要求出h(s)。

的切向量为

,其中t=h(s)。

在E的切向量为

。因为x是s和 t的函式,而此处 t=h(s),局部求导有:

类似地得

因为E和

在该点相切,因此其切向量应平行,故有

其中

。可用此两式消去h'(s)。整理后得:

其他定义

电子信息学定义

一个高频调幅信号,它幅度是按低频调製信号变化的。如果把高频调幅信号的峰点连线起来,就可以得到一个与低频调製信号相对应的曲线。这条曲线就是包络线。

经济学定义

在经济学上指的是每条包络线上,在连续变化的每一个产量水平上,都存在着长期成本LTC曲线和一条短期成本STC曲线的相切点,该STC曲线所代表的生产规模就是生产该产量的最优生产规模,该切点所对应的总成本就是生产该产量的最低总成本。

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