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用Mathematica绘制函数图像——参数方程式

时间:2024-10-11 22:43:27

1、  先来吸睛——一个半透明的绿贝壳:ParametricPlot3D[{1.16^v Cos[v] (1 + Cos[u]), -1.16^v Sin[v] (1 + Cos[u]), -2 1.16^v (1 + Sin[u])}, {u, 0, 2 Pi}, {v, -15, 6},Mesh -> None, PlotStyle -> {Opacity[0.6], Green}, PlotRange -> All,PlotPoints -> 25, Boxed -> False, Axes -> False]

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2、 另一条参数化的曲面:ParametricPlot3D[{Cos[u], Sin[u] + Cos[v], Sin[v]}, {u, 0, 2 \[Pi]}, {v, -\[Pi], \[Pi]}, Mesh -> None, Axes -> False,Boxed -> False, PlotStyle -> {Opacity[1], Green}】

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

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4、  三个圆环套在一起,用不同的颜色加以区分:ParametricPlot3D[{{4 + (3 + Cos[v]) Sin[u], 4 + (3 + Cos[v]) Cos[u], 4 + Sin[v]}, {8 + (3 + Cos[v]) Cos[u], 3 + Sin[v], 4 + (3 + Cos[v]) Sin[u]}, {12 + (3 + Cos[v]) Sin[u], 4 + (3 + Cos[v]) Cos[u], 4 + Sin[v]}}, {u, 0, 2 Pi}, {v, 0, 2 Pi},PlotStyle -> {{Opacity[0.5], Red}, {Opacity[0.5], Green}, {Opacity[0.5], Blue}}]  读者可以自己思考一下,如何画出三个互相缠绕的圆环?

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5、  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[u] Sin[v] + 0.05 Cos[20 v], Cos[u] Sin[v] + 0.05 Cos[20 u], Cos[v]}, {u, -\[Pi], \[Pi]}, {v, -\[Pi], \[Pi]}, MaxRecursion -> 4,PlotStyle -> {Blue, Specularity[White, 10]}, Axes -> None,Boxed -> False, Mesh -> None]  高光反射,用Specularity控制。

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6、  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[{1.16^v Cos[v/2] (1 + Cos[u]), -1.16^v Sin[ v/2] (1 + Cos[u]), -2 1.16^v (1 + Sin[u])}, {u, 0, 2.6 Pi}, {v, -15, 6}, Mesh -> All, PlotRange -> All, Boxed -> False, Axes -> False, PlotStyle -> {Opacity[0.9], Pink}】

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7、  绘制三维空间的曲线——单参数是曲线,双参数是曲面:ParametricPlot3D[{Cos[2 u], Sin[2 u], Sqrt[u] + Sin[5 u]/5}, {u, 0, 4 Pi}, Mesh -> All, PlotStyle -> {Pink}

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8、  Mathematica会自动选择画图的区域范围,以下面的“长号”为例:ParametricPlot3D[{v Cos[u], v Sin[u], 1/Abs[v Exp[I u]]}, {u, 0, 2 Pi}, {v, 0, 1}, PlotStyle -> RGBColor[0, 0.7, 0.3],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。

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9、  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 Cos[v], u Sin[v], Im[(u Exp[I v]^5)^(1/5)]}, {u, 0, 2}, {v, 0, 2 Pi}, Mesh -> None, ExclusionsStyle -》 {None, Red}]

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10、  弹簧绕成一个圈会是什么模样呢?ParametricPlot3D[Evaluate[Table[{(2 + Cos[8 u + i】) Cos[u], (2 + Cos[8 u + i]) Sin[u], Sin[8 u + i]}, {i, {0, Pi}}]], {u, 0, 2 Pi}】

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11、  给它起个名字叫“弹簧线圈”:ParametricPlot3D[{(2 + Cos[8 u]) Cos[u], (2 + Cos[8 u]) Sin[u], Sin[8 u]}, {u, 0, 2 Pi}, AxesLabel -> {x, y}, PlotLabel -> “弹簧线圈”]

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12、  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[{(2 + Cos[v]) Cos[u], (2 + Cos[v]) Sin[u], Sin[v]}, {u, 0, 2 Pi}, {v, 0, 2 Pi}, AxesLabel -> {x, y},PlotLabel -> “圆环”]

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13、  用ColorFunction把“线圈”和“圆环”画成彩色:ParametricPlot3D[{烫喇霰嘴(2 + Cos[v]) Cos[u], (2 + Cos[v]) Sin[u], Sin[v]}, {u, 0, 2 Pi}, {v, 0, 2 Pi}, Mesh -> 25,ColorFunction -> Function[{x, y, z, u, v}, Hue[5 u v/(2 Pi)]],ColorFunctionScaling -> False]  和ParametricPlot3D[{(2 + Cos[8 u]) Cos[u], (2 + Cos[8 u]) Sin[u], Sin[8 u]}, {u, 0, 2 Pi}, PlotStyle -> Thick,ColorFunction -> Function[{x, y, z, u}, Hue[5 u/(2 Pi)]],ColorFunctionScaling -> False]

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14、  上面的动态图片如下。

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15、  先到这里吧!

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