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多点调控曲线定义: 给出平面上m+n个点:A1,A2,……,Am,B1,B2,……,Bn。P是平面上的动点,如果(∑(1/PAi))-(∑(1/PAj))=R成立,那么,P的轨迹,就称为有(m+n)个调控点的调和曲线。其中,A1,A2,……,Am称为正调控点,B1,B2,……,Bn称为负调控点。
多点调控曲线的特点: 正调控点和负调控点总是分别位于曲线的两侧,具体原因还不清楚,但是,这个特点变现出来的是,负调控点总是排斥曲线。看动态图! 当我们用鼠标拖动负调控点靠近曲线的时候,会发现曲线被它排斥开来,就像 细胞害怕病毒 似的;尤其是当曲线躲不开负调控点的时候,就会生成“气泡”,把它给裹起来。
三点调控曲线: 这里,以及本篇文章的所有图片,都是在Desmos上绘制的,贴出的公式(或代码)也是针对Desmos的。这些Desmos代码的使用方法是,用鼠标选中代码,按“Ctrl+C”组合键进行复制,再在Desmos网页上按“Ctrl+V”进行粘贴,然后另起一行把控制点的坐标写出来(每行各一个点),把除了x、y以外的所有字母全部变成滑块。 三点调控曲线的互动模式的代码是:\frac{1}{\sqrt{\left(x-m\right)^2+\left(y-n\right)^2}}+\frac{1}{\sqrt{\left(x-a\right)^2+\left(y-b\right)^2}}-\frac{1}{\sqrt{\left(x-c\right)^2+\left(y-d\right)^2}}=u
四点调控曲线(有1个或2个负调控点) 互动模式的代码是: 1个负调控点——\frac{1}{\sqrt{\left(x-m\right)^2+\left(y-n\right)^2}}+\frac{1}{\sqrt{\left(x-p\right)^2+\left(y-q\right)^2}}+\frac{1}{\sqrt{\left(x-a\right)^2+\left(y-b\right)^2}}-\frac{1}{\sqrt{\left(x-c\right)^2+\left(y-d\right)^2}}=u 2个负调控点——\frac{1}{\sqrt{\left(x-m\right)^2+\left(y-n\right)^2}}+\frac{1}{\sqrt{\left(x-p\right)^2+\left(y-q\right)^2}}-\frac{1}{\sqrt{\left(x-a\right)^2+\left(y-b\right)^2}}-\frac{1}{\sqrt{\left(x-c\right)^2+\left(y-d\right)^2}}=u
五点调控曲线(有0个、1个或2个负调控点) 0个——\frac{1}{\sqrt{\left(x-m\right)^2+\left(y-n\right)^2}}+\frac{1}{\sqrt{\left(x-a_1\right)^2+\left(y-a_2\right)^2}}+\frac{1}{\sqrt{\left(x-p\right)^2+\left(y-q\right)^2}}+\frac{1}{\sqrt{\left(x-a\right)^2+\left(y-b\right)^2}}+\frac{1}{\sqrt{\left(x-c\right)^2+\left(y-d\right)^2}}=u 1个——\frac{1}{\sqrt{\left(x-m\right)^2+\left(y-n\right)^2}}+\frac{1}{\sqrt{\left(x-a_1\right)^2+\left(y-a_2\right)^2}}+\frac{1}{\sqrt{\left(x-p\right)^2+\left(y-q\right)^2}}+\frac{1}{\sqrt{\left(x-a\right)^2+\left(y-b\right)^2}}-\frac{1}{\sqrt{\left(x-c\right)^2+\left(y-d\right)^2}}=u 2个——\frac{1}{\sqrt{\left(x-m\right)^2+\left(y-n\right)^2}}+\frac{1}{\sqrt{\left(x-a_1\right)^2+\left(y-a_2\right)^2}}+\frac{1}{\sqrt{\left(x-p\right)^2+\left(y-q\right)^2}}-\frac{1}{\sqrt{\left(x-a\right)^2+\left(y-b\right)^2}}-\frac{1}{\sqrt{\left(x-c\right)^2+\left(y-d\right)^2}}=u
我们有理由相信,当正负调控点的数量足够多的时候,可以产生非常复杂的图形。 举个例子:六点调控曲线——六个调控点分别是(a1,a2)、(b1,b2)、(c1,c2)、(d1,d2)、(u1,u2)、(v1,v2); 代码——\frac{1}{\sqrt{\left(x-a_1\right)^2+\left(y-a_2\right)^2}}+\frac{1}{\sqrt{\left(x-b_1\right)^2+\left(y-b_2\right)^2}}+\frac{1}{\sqrt{\left(x-c_1\right)^2+\left(y-c_2\right)^2}}+\frac{1}{\sqrt{\left(x-d_1\right)^2+\left(y-d_2\right)^2}}+\frac{1}{\sqrt{\left(x-u_1\right)^2+\left(y-u_2\right)^2}}+\frac{1}{\sqrt{\left(x-v_1\right)^2+\left(y-v_2\right)^2}}=a(这里没有负调控点)。 把六个调控点摆放呈大约正六边形的位置上,坐标位置如图。当a从0.6增加到1.6所形成的动画如下:
Desmos作图时,要把除了x、y之外的字母,全部变成滑块。
6点调控曲线、7点调控曲线……感兴趣的读者请自行尝试。