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幾何学において、W曲線とは、射影n次元空間において、 1パラメータ群の射影変換の下で不変な曲線のことである。W曲線は、1871年にフェリックス・クラインとソフス・リーによって初めて研究され、彼らが命名した。実射影平面におけるW曲線は、定規だけで作図できる。円錐曲線、対数螺旋、べき乗(y = x³など)、対数、らせんなど、多くの有名な曲線がW曲線であるが、例えば正弦曲線はW曲線ではない。W曲線は植物の領域で広く見られる。

「W」はドイツ語の「Wurf」(投げる)の略で、 この文脈では直線上の4つの点の系列を指します。1次元のW曲線(つまり、射影直線上の点の動き)は、このような系列によって決定されます。
ドイツ語の「W-Kurve」は「Weg-Kurve」とほぼ同じ発音で、後者は「path curve」と訳すことができます。そのため、英語の文献では「path curve」または「pathcurve」という表記がよく見られます。