用Desmos绘制极坐标函数的图像

 时间:2024-10-13 20:49:05

Desmos作为一款优秀的数学函数作图软件,可以绘制多种类型的二维函数图像,包括:显函数、隐函数、极坐标函数。 而且,Desmos能够把除了字母x、y、r、θ、e、π以外的其它字母转变为“滑块”,实现了动态效果。 r=r(θ)表示的是极坐标函数,当θ从0变化到2π,得到的动态图形,正是极坐标图形的画图过程。 下面,我就介绍一下用Desmos的具体步骤。

用Desmos绘制极坐标函数的图像

工具/原料

电脑

Desmos网页版

智能手机

Desmos(apk软件)

玫瑰线

1、 先来画几个漂亮的极坐标图形。 玫瑰线: 三叶玫瑰线——r=sin(3θ)和r=cos(3θ) 四叶玫瑰线——r=sin(2θ)和r=cos(2θ) 五叶玫瑰线——r=sin(5θ)和r=cos(5θ)

用Desmos绘制极坐标函数的图像

2、 考虑一般情形r=sin(aθ),当a取不同的值的时候,会是什献垴淄睬么情形呢?让我们来看下面的动画效果:r=\sin (a\theta )和r=\c泠贾高框os (a\theta ) 当a从-10增加到10,曲线的形状会发生剧烈的变化。 而当a分别位于分子、分母的时候,又是截然不同的变化:r=\sin (\frac{\theta }{a}) 和r=\cos (\frac{\theta }{a})

用Desmos绘制极坐标函数的图像
用Desmos绘制极坐标函数的图像
用Desmos绘制极坐标函数的图像
用Desmos绘制极坐标函数的图像

3、 让玫瑰线绕原点旋转起来。r=sin(3θ+a) Desmos输入法是:r=\sin (a+3\theta ) 其中,a是曲线的旋转参数,当a从0变为2π,代表曲线绕原点顺时针旋转了一圈。

用Desmos绘制极坐标函数的图像

4、 看看玫瑰线是怎么画出来的!r=r(θ){0<θ<a} 把a视为绘图参数,整个图形随着a的增加,慢慢的显现出来。 以“四叶玫瑰线”为例,Desmos输入:r=\sin (2\theta )\left\{0<\theta <a\right\} 同样的,所有的极坐标图形的画图过程,都可以用这种方法看出它的画图过程,只不过需要改变一下a的取值范围。

用Desmos绘制极坐标函数的图像

更多著名曲线

1、 心形线。 Desmos输入:r=1+\sin \left(\theta \right) 及其它类型,如图。 另一种心形线:r=\arccos \left(\sin \left(\theta \right)\right)

用Desmos绘制极坐标函数的图像
用Desmos绘制极坐标函数的图像

2、 费马螺旋线。 其方程式是:r^2=θ, 画图过程的Desmos输入:r=\sqrt{\theta }\left\{0<\theta <a\right\}, 遗憾的是,这个图形在Desmos里面只能画出0到12π的范围!

用Desmos绘制极坐标函数的图像

3、 阿基米德螺线的画图过程。 Desmos分别输入:r=\theta \left\{0<\theta <a\right\}(其中,a从0到10π); 思考一下,怎么让阿基米德螺线绕着原点旋转?

用Desmos绘制极坐标函数的图像

4、 双曲螺旋线,是倒数形式的阿基米德螺线。Desmos输入:r=\frac{1}{\theta } 而它的画图过程是:r=\frac{1}{\theta }\left\{0<\theta <a\right\}(其中,a的范围是从1.5到10π)。

用Desmos绘制极坐标函数的图像
用Desmos绘制极坐标函数的图像

5、 伯努利双扭线的出图过程。 极坐标方程是:r^2=sin(2θ)和r^2=cos(2θ) 瞽攥涛徭但是,Desmos不能这样输入,左边必须是r,不可以用r的其它形式。输入法如下:r=\sqrt{\sin \left(2\theta \right)}\left\{0<\theta <a\right\}r=\sqrt{\cos \left(2\theta \right)}\left\{0<\theta <a\right\}

用Desmos绘制极坐标函数的图像
用Desmos绘制极坐标函数的图像

6、 未命名曲线。r=2sin(θ)+4cos(2θ) 它的绘兔脒巛钒图过程如下:r=2\sin \left(\theta \right)+4\cos \left(2\theta \right)概嗤先眚\left\{0<\theta <2a\right\} 其中,a只需要从0到π,就可以把图画完整! 用b作为它的旋转参数,也就是把自变量θ变成θ+b:r=2\sin \left(\theta +b\right)+4\cos \left(2\left(\theta +b\right)\right)\left\{0<\theta <2a\right\} 旋转过程如下图。

用Desmos绘制极坐标函数的图像
用Desmos绘制极坐标函数的图像

无数可能

1、 考虑这样的极坐标函数:r=sin(θ)+sin(2θ)+sin(3θ)的图形。 这个图形的画图过程是:r=\sin \left(\theta \right)+\sin \left(2\theta \right)+\sin \left(3\theta \right)\left\{0<\theta <a\right\}

用Desmos绘制极坐标函数的图像

2、 再把正弦函数全部替换为余弦函数,就成为另一番情形,Desmos输入:r=\cos \left(\theta \right)+\cos \left(2\theta \right)+\cos \left(3\theta \right)\left\{0<\theta <a\right\} 看看原点附近的细节——放缩功能——鼠标放在原点附近,滚动鼠标中间的滑轮。

用Desmos绘制极坐标函数的图像
用Desmos绘制极坐标函数的图像

3、 如果把θ前面的系数变成不同的参数呢?r=\cos \left(a\theta \right)+\cos \left(b\theta \right)+\cos \left(c\theta \right) 分别让a、b、c运动,产生如下动态图。 如果让a、b、c以不同的速度一起运动,会是什么情景?自己去试试!

用Desmos绘制极坐标函数的图像
用Desmos绘制极坐标函数的图像
用Desmos绘制极坐标函数的图像

4、 怎么让这样的曲线绕着原点旋转起来呢? 只需要把自变量θ置换为θ+d,其中d是旋转参数:r=\cos \left(a\left(d+\theta \right)\right)+\cos \left(b\left(d+\theta \right)\right)+\cos \left(c\left(d+\theta \right)\right) 当a=b=1,c=3.1时,情形如下图。

用Desmos绘制极坐标函数的图像

5、 如果正弦函数和余弦函数交叉使用的话,又会产生很多不同的情形。只举一个例子,模仿上一步的旋转图形:r=\cos \left(a\left(d+\theta \right)\right)+\sin \left(b\left(d+\theta \right)\right)+\cos \left(c\left(d+\theta \right)\right)

用Desmos绘制极坐标函数的图像

6、 上图的画图过程是:r=\cos \left(a\theta \right)+\sin \left(b\theta \right)+\cos \left(c\theta \right)\left\{0<\theta <d\right\} 其中,d是画图过程参数。 自己去看看密集区的细节吧!

用Desmos绘制极坐标函数的图像
用Desmos绘制极坐标函数的图像

7、 如果不止三项,而是更多项呢? 四项余弦之和:r=\cos \left(a\theta \right)+\cos \left(b\theta \right像粜杵泳)+\cos \left(c\theta \right)+\cos \left(d\theta \right) 五项余弦之和:r=\cos \left(a\theta \right)+\cos \left(b\theta \right)+\cos \left(c\theta \right)+\cos \left(d\theta \right)+\cos \left(f\theta \right)(注意,字母e是常数,因此引进的新参数不是e,而是f) 仔细看a、b、c、d、f的取值。

用Desmos绘制极坐标函数的图像
用Desmos绘制极坐标函数的图像

8、 如果θ替换为θ的其它函数形式,如θ的多项式、θ的多重正弦余弦希巫府浆嵌套等等,各种可能实在是太多了,无穷无尽。 举个简单的例子:r=\sin \left烫喇霰嘴(\cos \left(2\theta \right)\right)+\cos \left(\sin \left(\theta \right)\right)\left\{0<\theta <a\right\} 和r=2\sin \left(\cos \left(3\theta \right)\right)+\cos \left(\sin \left(3\theta \right)\right)\left\{0<\theta <a\right\} 可以说,任何方法,都不可能把所有情形对应的极坐标曲线全部显示出来。

用Desmos绘制极坐标函数的图像
  • linspace(a,b,c)什么意思
  • 由Matlab求解多元方程式的根
  • 怎么使用Desmos绘制函数图形
  • 如何用matlab解二元一次方程
  • MATLAB中reshape的用法
  • 热门搜索
    关于春天的手抄报图 暑假生活手抄报 欢庆六一手抄报资料 书香伴我成长手抄报 教师节英语手抄报 手抄报花边边框 清明节的手抄报三年级 新冠状病毒手抄报 清明节手抄报简单漂亮 2020国庆节手抄报图片大全