多语言展示
当前在线:1691今日阅读:155今日分享:35

多点调控曲线简介

这里,介绍一种有趣的曲线:多点调控曲线。        在具体的实践过程中,我发现这是一类非常有趣的曲线,而且我确信,这类曲线必定会有广泛的用途。想象一下,如果一个很复杂的动漫节目可以由一个或少数几个参数方程确定下来,那该多么有意思呢!        好吧,下面就跟我来看看多点调控曲线的神奇之处!
工具/原料
1

电脑

2

Desmos网页版

初步定义、举例
1

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。

2

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。

3

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

4

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

5

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

6

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:

注意事项
1

Desmos作图时,要把除了x、y之外的字母,全部变成滑块。

2

6点调控曲线、7点调控曲线……感兴趣的读者请自行尝试。

推荐信息