在几何学常常需要考虑曲线的弯曲程度,为此我们需要刻画曲线的弯曲程度.考察如图所示的光滑曲线
C:
上的曲线段
, 其弧长为
, 当动点从
A沿曲线段
运动到
B点时,
A点的切线
也随着转动到
B点的切线
, 记这两条切线之间的夹角为
(它等于
的倾斜角与
的倾斜角之差).显然,当弧长固定时,夹角越大,曲线的弯曲程度就越大;当夹角固定时,弧长越小则弯曲程度越大,因此可以定义
为曲线段
的平均曲率;显然当
B越接近
A , 即
越小,
K就越能精确刻画曲线
C在点
A处的弯曲程度,因此定义
(若极限存在)为曲线
C在点
A处的曲率.(其中
y',
y''分别表示
在点
A处的一阶、二阶导数)