在真正开始研究曲线前,我们必须先对曲线做好定义。
就一般人以抽象的概念来看,曲线应该是在空间中的一种一维连续物件。而为了很方便的展现此种一维以及连续性质,我们很自然的就用参数式来描述曲线。而在微分几何的范围里,我们理所当然的会要求可微性(我们说一个实数函数可微,指此函数在任意点接存在任意阶导数)。因此我们有以下的定义:
定义:可微参数曲线是一个可微函数 α : I ↦ R 3 {\displaystyle {\boldsymbol {\alpha }}:I\mapsto \mathbb {R} ^{3}} ,其中 I = ( a , b ) ⊆ R {\displaystyle I=(a,b)\subseteq \mathbb {R} } 为一开区间。
上述函数的可微性是指,当我们写成笛卡尔座标 α ( t ) = ( x ( t ) , y ( t ) , z ( t ) ) {\displaystyle {\boldsymbol {\alpha }}(t)=(x(t),y(t),z(t))} 时, x ( t ) {\displaystyle x(t)} 、 y ( t ) {\displaystyle y(t)} 及 z ( t ) {\displaystyle z(t)} 皆为可微实数函数。当中的 t ∈ I {\displaystyle t\in I} 称为曲线的参数,而开区间 I {\displaystyle I} 的上下界可以是 ± ∞ {\displaystyle \pm \infty } 。
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