折线
多条线段顺次首尾依次相接组成的曲折连线
折线指的是多条线段顺次首尾依次相接组成的曲折连线,也可以说折线是把不在一条直线上的几个点(称为端点),依次用线段连接起来(每个公共端至多有两条线段相连)所构成的图形。当起点(第一个点)与终点(最后一个点)重合时,它就是封闭折线,即多边形。 有时,函数的图象就是一条折线。
定义
定义一
平面上若干条线段顺次首尾相接(每条最多同另外两条联结且端点不在另外线段内部)构成的图形,称为(平面)折线;如折线每边都有两邻边,就叫(封)闭折线,否则,叫开折线.这样就可对折线进行初步的分类和对几个常用概念给予明确的界定:边不相交的折线为简单折线,简单闭折线叫作多边形。多边形划分平面为两部分,有限部分叫内部,无限部分叫外部。用归纳法易证:n边形内部可用不相交对角线,划分为以其顶点为顶点的互不重叠的n一2个三角形,从而可直接推出内角和定理。且可提出如下几个方面的问题(以下问题更多内容请参考相应参考文献):
(1)折线整体性质的研究:拓扑和其他结构特征、复杂性指标、组合计数问题、合成与分拆、有关度量性质研究等;
(2)特殊折线的研究:如直角折线、等角或等边折线、平行多边折线、具有某种特征的折线(短程线、遍历折线)的存在和构造问题;
(3)圆与凸多边形内接折线(如星形折线)的研究等。
定义二
折线是一种几何图形,指不全在同一直线上的几条线段顺次首尾相接组成的图形(如图1,图2)。各线段称为折线的边或折线的节;折线各边长之和称为折线的长;各线段的端点称为折线的顶点;相邻两个顶点称为邻顶点;不是两条线段公共端点的两个顶点都称为折线的端点;两端点重合(实际上即无端点)的折线称为封闭折线(图2);组成折线的所有线段都在同一平面内的折线称为平面折线,否则称为空间折线;凡不相邻的两边不相交的折线称为简单折线;把一条平面简单折线的任一条边向两方延长成直线,如果能使这条折线的其他各边都在这条直线的同侧,那么这条平面折线称为凸折线;连结非封闭折线的两个端点的线段称为折线的锁线。
定义三
在同一平面上, 由不在同一条直线上的几条线段,顺次首尾相接组成的图形。如图3中的ABCDE和PQRSTP都是折线。折线的起点和终点称为端点,如果一条折线的两个端点重合,这条折线叫做封闭折线。如图4中折线PQRSTP为封闭折线。
特征性质
为了弄清折线的特征性质,观察图5,看闭折线 的边 , , , ,它们的邻边折向有不同的情况(图6): :和 的两邻边都折向异侧,而 和 两邻边折向同侧,前者叫双折边,后者叫单折边。双折边又有不同:如在 邻边加上向外的力,它会向右旋转故称右旋边,类似地 称为左旋边,这种由于在顶点“拐弯”而形成的边的折性确实是折线的特征性质,这由如下命题即可知晓。
命题1(折线特征性质) 闭折线如有双折边则必有偶数条,左右旋边各半且相间排列。
比如,在 处左拐,则在 处必须右拐,才能使 为双折边(右旋边)。如要生成下一条双折边,又必须在某处,比如 处左拐,从而使 成为左旋边。因此命题似乎成立,但证来颇不易,直到发现了边的“双标号”法才给出了证明,如称顶点处劣角为顶角,则知有:
命题2 有双折边的闭折线,顶角和不定。
如图7所示的“蝶形”,其顶角和
但这种蝶形有一个优良性质,即 ,这是求折线顶角和的一个“转移”工具。
由两个命题可推出一系列重要事实,如奇数条边的封闭折线至少有一条单折边、多边形为凸的充要条件是无双折边,等,且一眼可看出很多折线的规律性。
如图8所示的开折线中:(a)是回形折线,无双折边;
(b)为齿形折线,单双相间;
(c)为阶形折线,无单折边。
而且可看出如图9所示的两种星形中的(a)是回式星形,全由单折边构成;(b)为阶式星形,全由双折边构成,且知前者顶角和为 ,后者顶角和不确定。
参考资料
最新修订时间:2024-02-27 07:41
目录
概述
定义
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