搞懂曲率正负,轻松判断凹凸性,一看就明白!
好的,我们来搞懂曲率正负,轻松判断凹凸性!
想象一下你走在一段路线上,凹凸性就是这条路是向上弯曲(凸起),还是向下凹陷。我们用曲线的曲率来判断。
曲率 (Curvature) 简单说,就是曲线在某一点的“弯曲程度”。更关键的是它的正负号:
1. 曲率为正 (+):
当你沿着曲线前进时,曲线的切线是顺时针旋转的。
这意味着曲线本身是凸起的,像一座桥的桥面,或者一个向上的U型。
结论:曲率为正,图形是凸的 (Concave Up)。
2. 曲率为负 (-):
当你沿着曲线前进时,曲线的切线是逆时针旋转的。
这意味着曲线本身是凹陷的,像一个碗或者一个向下的∩型。
结论:曲率为负,图形是凹的 (Concave Down)。
一看就明白的例子(以函数 y = f(x) 为例):
想象一下函数 `y = x²` 的图像,是一个向上的抛物线。你在上面从左向右走,切线是从左下斜向上,然后逐渐变得平坦,再变成右上斜。整个过程,切线是顺时针旋转的,所以这段曲线是凸的。它的二阶导数 `f''(x) = 2` 是正的。
再想象一下函数 `y = -x²` 的图像,是一个向下的抛物线。你在上面从左向右走,切线是从左上斜向下,然后逐渐变得平坦,再变成右下斜。整个过程,切线是逆时针旋转的,所以这段曲线是凹的。它的二阶导数 `f''(x) = -2` 是负的。
总结一下:
曲率 > 0 (正) → 凸 (Concave Up),像“U”的反向,切线顺时针转。
曲率 < 0 (负) → 凹 (Concave Down),像“U”,切线逆时针转。
记住这个“切线旋转方向”的比喻,判断凹凸性就非常直观和轻松了!