笛卡尔函数

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笛卡尔函数

2024-06-06 13:09| 来源: 网络整理| 查看: 265

这次来看一个数学知识点:笛卡尔心型函数

先贴出网上搜来的 心形线的平面直角坐标系方程表达式(反正我也不会手画这个) 分别为 x^2+y^2+a*x=a*sqrt(x^2+y^2) 和 x^2+y^2-a*x=a*sqrt(x^2+y^2)

因为心形线的水平方向和垂直方向对应的方程表达式不同,而用相同的方程表达式画的心形线,把每个点的 x 坐标和 y 坐标交换下,又会改变方向,所以会有两个方程表达式。

  1650年,斯德哥尔摩的街头,52岁的笛卡尔邂逅了18岁的瑞典公主克里斯汀。那时,落魄、一文不名的笛卡尔过着乞讨的生活,全部的财产只有身上穿的破破烂烂的衣服和随身所带的几本数学书籍。生性清高的笛卡尔从来不开口请求路人施舍,他只是默默地低头在纸上写写画画,潜心于他的数学世界。

其实,这个方程式的背后是一个悲伤的故事:(慢慢看,看完了再去看代码)

  一个宁静的午后,笛卡尔照例坐在街头,沐浴在阳光中研究数学问题。他如此沉溺于数学世界,身边过往的人群,喧闹的车马队伍。都无法对他造成干扰。

  突然,有人来到他旁边,拍了拍他的肩膀,“你在干什么呢?”扭过头,笛卡尔看到一张年轻秀丽的睑庞,一双清澈的眼睛如湛蓝的湖水,楚楚动人,长长的睫毛一眨一眨的,期待着他的回应。她就是瑞典的小公主,国王最宠爱的女儿克里斯汀。

  她蹲下身,拿过笛卡尔的数学书和草稿纸,和他交谈起来。言谈中,他发现,这个小女孩思维敏捷,对数学有着浓厚的兴趣。

  和女孩道别后,笛卡尔渐渐忘却了这件事,依旧每天坐在街头写写画画。

  几天后,他意外地接到通知,国王聘请他做小公主的数学老师。满心疑惑的笛卡尔跟随前来通知的侍卫一起来到皇宫,在会客厅等候的时候,他听到了从远处传来的银铃般的笑声。转过身,他看到了前几天在街头偶遇的女孩子。慌忙中,他赶紧低头行礼。

  从此,他当上了公主的数学老师。

  公主的数学在笛卡尔的悉心指导下突飞猛进,他们之间也开始变得亲密起来。笛卡尔向她介绍了他研究的新领域———直角坐标系。通过它,代数与几何可以结合起来,也就是日后笛卡尔创立的解析几何学的雏形。

  在笛卡尔的带领下,克里斯汀走进了奇妙的坐标世界,她对曲线着了迷。每天的形影不离也使他们彼此产生了爱慕之心。

  在瑞典这个浪漫的国度里,一段纯粹、美好的爱情悄然萌发。

  然而,没过多久,他们的恋情传到了国王的耳朵里。国王大怒,下令马上将笛卡尔处死。在克里斯汀的苦苦哀求下,国王将他放逐回国,公主被软禁在宫中。

  当时,欧洲大陆正在流行黑死病。身体孱弱的笛卡尔回到法国后不久,便染上重病。

  在生命进入倒计时的那段日子,他日夜思念的还是街头偶遇的那张温暖的笑脸。他每天坚持给她写信,盼望着她的回音。然而,这些信都被国王拦截下来,公主一直没有收到他的任何消息。

  在笛卡尔给克里斯汀寄出第十三封信后,他永远地离开了这个世界。此时,被软禁在宫中的小公主依然徘徊在皇宫的走廊里,思念着远方的情人。

  这最后一封信上没有写一句话,只有一个方程:r=a(1-sinθ)。

  国王看不懂,以为这个方程里隐藏着两个人不可告人的秘密,便把全城的数学家召集到皇宫,但是没有人能解开这个函数式。他不忍看着心爱的女儿每天闷闷不乐,便把这封信给了她。

  拿到信的克里斯汀欣喜若狂,她立即明白了恋人的意图,找来纸和笔,着手把方程图形画了出来,一颗心形图案出现在眼前,克里斯汀不禁流下感动的泪水,这条曲线就是著名的“心形线”。

好了,看完了吧(收起你的泪水,蟹蟹),那我们现在来看如何用html来实现一个笛卡尔新型函数的图像。

var canvas = document.querySelector('canvas'); var context = canvas.getContext('2d'); context.lineWidth = 3; // 将画布的原点(0,0),移动到(200,200) // 移动原点是为了能让整个心形显示出来 context.translate(200,200); // t 代表弧度 var t=0; // maxt 代表 t 的最大值 var maxt = 2*Math.PI; // vt 代表 t 的增量 var vt = 0.01; // 需要循环的次数 var maxi = Math.ceil(maxt/vt); // 保存所有点的坐标的数组 var pointArr=[]; // x 用来暂时保存每次循环得到的 x 坐标 var x=0; // y 用来暂时保存每次循环得到的 y 坐标 var y=0; // 根据方程得到所有点的坐标 for(var i=0;i pointArr.length - 2 + interval) { return; } context.lineJoin = "round"; context.lineCap = "round"; context.shadowBlur = 20; context.shadowColor = shadowColor; // 当index2 >= interval 时开始画第二种颜色的线 if (index2 >= interval) { context.beginPath(); context.strokeStyle = endColor; drawLine(index2 - interval); } /* index > pointArr.length - 2 时 说明第一种颜色的线已经画完了, 之后只画第二种颜色的线 */ if (index > pointArr.length - 2) { index2++; window.requestAnimationFrame(draw); return; } context.beginPath(); context.strokeStyle = startColor; drawLine(index); index++; index2++; window.requestAnimationFrame(draw); } window.requestAnimationFrame(draw); } heart();

 有点长,但是效果非常好(是动态的,但我不怎么会打动图,所以你们自己去看)

这里给大家推荐一个可以画函数图像的网站:点这里直接跳转

网页截图

(这个网站会显示404,但其实你直接使用中间的那个小网页就行了)

好了,这就是今天的所有内容,记得带点个关注和咱哟~



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