用Mathematica绘制函数图像——参数方程式
来源:网络收集 点击: 时间:2024-03-02先来吸睛——一个半透明的绿贝壳:
ParametricPlot3D (1 + Cos), -1.16^v Sin (1 + Cos), -2 1.16^v (1 + Sin)}, {u, 0, 2 Pi}, {v, -15, 6},
Mesh - None, PlotStyle - {Opacity, Green}, PlotRange - All,
PlotPoints - 25, Boxed - False, Axes - False]


另一条参数化的曲面:
ParametricPlot3D, Sin + Cos, Sin}, {u, 0, 2 \}, {v, -\, \}, Mesh - None, Axes - False,
Boxed - False, PlotStyle - {Opacity, Green}】

绘制两个套在一起的圆环,两个圆环红绿相间:
ParametricPlot3D) Sin, 4 + (3 + Cos) Cos,
4 + Sin}, {8 + (3 + Cos) Cos, 3 + Sin,
4 + (3 + Cos) Sin}}, {u, 0, 2 Pi}, {v, 0, 2 Pi},
PlotStyle - {{Opacity, Red}, {Opacity[0.6】, Green}},
Mesh - None, Axes - False, Boxed - False】
注意透明度是分别设置的!



三个圆环套在一起,用不同的颜色加以区分:
ParametricPlot3D) Sin, 4 + (3 + Cos) Cos,
4 + Sin}, {8 + (3 + Cos) Cos, 3 + Sin,
4 + (3 + Cos) Sin}, {12 + (3 + Cos) Sin,
4 + (3 + Cos) Cos, 4 + Sin}}, {u, 0, 2 Pi}, {v, 0, 2 Pi},
PlotStyle - {{Opacity, Red}, {Opacity,
Green}, {Opacity, Blue}}]
读者可以自己思考一下,如何画出三个互相缠绕的圆环?



绘制一个不透明的蓝色球体,表面有均匀的波浪条纹,还有白色的高光反射:
ParametricPlot3D Sin + 0.05 Cos,
Cos Sin + 0.05 Cos,
Cos}, {u, -\, \}, {v, -\, \}, MaxRecursion - 4,
PlotStyle - {Blue, Specularity}, Axes - None,
Boxed - False, Mesh - None]
高光反射,用Specularity控制。

画贝壳的时候,在变化区域较快的区域,增加网格线的密度:
ParametricPlot3D (1 + Cos), -1.16^v Sin (1 + Cos), -2 1.16^v (1 + Sin)}, {u, 0,
2.6 Pi}, {v, -15, 6}, Mesh - All, PlotRange - All, Boxed - False,
Axes - False, PlotStyle - {Opacity, Pink}】


绘制三维空间的曲线——单参数是曲线,双参数是曲面:
ParametricPlot3D, Sin, Sqrt + Sin/5}, {u, 0,
4 Pi}, Mesh - All, PlotStyle - {Pink}


Mathematica会自动选择画图的区域范围,以下面的“长号”为例:
ParametricPlot3D, v Sin, 1/Abs]}, {u, 0,
2 Pi}, {v, 0, 1}, PlotStyle - RGBColor,
Boxed - False, Axes - False】
这里,坐标隐藏了。你可以把“, Axes - False”删掉,可以看到坐标系。

当曲面不连续的时候,Mathematica会自动忽略掉无法显示的部分:
ParametricPlot3D, u Sin, Im^5)^(1/5)]}, {u,
0, 2}, {v, 0, 2 Pi}, Mesh - None, ExclusionsStyle -》 {None, Red}]

弹簧绕成一个圈会是什么模样呢?
ParametricPlot3D, (2 + Cos) Sin,
Sin}, {i, {0, Pi}}]], {u, 0, 2 Pi}】

给它起个名字叫“弹簧线圈”:
ParametricPlot3D) Cos, (2 + Cos) Sin,
Sin}, {u, 0, 2 Pi}, AxesLabel - {x, y}, PlotLabel - “弹簧线圈”]

有两种方法可以画一个圆环。
第一种方法是用RevolutionPlot3D旋转一个圆得到圆环,这里先忽略;
第二种方法:
ParametricPlot3D) Cos, (2 + Cos) Sin,
Sin}, {u, 0, 2 Pi}, {v, 0, 2 Pi}, AxesLabel - {x, y},
PlotLabel - “圆环”]

用ColorFunction把“线圈”和“圆环”画成彩色:
ParametricPlot3D) Cos, (2 + Cos) Sin,
Sin}, {u, 0, 2 Pi}, {v, 0, 2 Pi}, Mesh - 25,
ColorFunction - Function],
ColorFunctionScaling - False]
和
ParametricPlot3D) Cos, (2 + Cos) Sin,
Sin}, {u, 0, 2 Pi}, PlotStyle - Thick,
ColorFunction - Function],
ColorFunctionScaling - False]


上面的动态图片如下。


先到这里吧!


当绘制多个图形的时候,各项参数要分开设置。
高光反射,用Specularity控制。
在变化区域较快的区域,可以适当地增加网格线的密度。
把“, Axes -gt; False”删掉,可以看到坐标系。
当曲面不连续的时候,Mathematica会自动忽略掉无法显示的部分。
读者可以自己思考一下,如何画出三个互相缠绕的圆环?
还可以用RevolutionPlot3D旋转一个圆得到圆环。
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