心形線數學公式

2021-03-02 校苑數模

最美的時光遇見你

敲黑板,8月28日,七夕要到啦!敬告所有的理科生文科生,想要跟自己的男友女友基友姬友百年好合,記得不要放棄每一個情人節哦!於是今天小編就整理了一下心形線方程,專業助陣脫單一百年~!

說到心形線不得不提到一個人——勒內·笛卡爾。可以說笛卡爾是心形線的創始人,在笛卡爾遊歷歐洲各國時,認識了瑞典一個小公國的公主克裡斯汀,並成為了公主的數學老師,漸漸地彼此產生了愛慕之心,但是在國王的阻撓下笛卡爾被流放回法國,體弱多病無法抵擋日夜的思念,在給公主寄出十三封信後便與世長辭,第十三封信僅有一個公式,那便是心形線的起源。

 01 

❤ 笛卡爾的心形線 

 02 

❤ 另一種廣為流傳的方程

在幾何畫板裡繪製的圖像如下:

 03 

❤ 桃心形

 04 

❤ 實心的心形方程

在幾何畫板中的圖像如下:

需要注意的是要在其中右擊圖像,屬性中繪圖加大樣本點的數量,並選為離散型更為真實。

 05 

❤ 另外一些心形方程

 06 

❤ exp618 的愛意圖像

方程如下:

立體心形貌似只能由笛卡爾方程得到:

  

畫圖時用 isosurface 和 patch  函數:

 圖形 1 

[plain] view plain copy

f=@(x,y,z)(x.^2+ (9./4).*y.^2 + z.^2 - 1).^3 - x.^2.*z.^3 - (9./80).*y.^2.*z.^3;  

[x,y,z]=meshgrid(linspace(-3,3));  

val=f(x,y,z);  

[p,v]=isosurface(x,y,z,val,0);  

patch('faces',p,'vertices',v,'facevertexcdata',jet(size(v,1)),'facecolor','w','edgecolor','flat');  

view(3);grid on;axis equal;  

 圖形 2 

[plain] view plain copy

f=@(x,y,z)(x.^2+ (9./4).*y.^2 + z.^2 - 1).^3 - x.^2.*z.^3 - (9./80).*y.^2.*z.^3;  

[x,y,z]=meshgrid(linspace(-1.5,1.5));  

val=f(x,y,z);  

isosurface(x,y,z,val,0);   

axis equal;view(3);colormap([1 0.2 0.2])  

import numpy as npimport matplotlib.pyplot as pltT = np.linspace(0 , 2 * np.pi, 1024)plt.axes(polar = True)plt.plot(T, 1. - np.sin(T),color="r")plt.show()

這樣,得到的就是圖像了

心形線確實是愛心滿滿,如果融入了憂傷會是怎樣呢?

import numpy as npimport matplotlib.pyplot as pltx = np.linspace(-8 , 8, 1024)y1 = 0.618*np.abs(x) - 0.8* np.sqrt(64-x**2)y2 = 0.618*np.abs(x) + 0.8* np.sqrt(64-x**2) plt.plot(x, y1, color = 'r')plt.plot(x, y2, color = 'r')plt.show()

這樣就得到了另一個愛心線: 

在七夕那天

讓打開電腦的 TA 收穫一個小小驚喜和滿滿愛意~

祝天下有情人終成眷屬哦

(づ ̄3 ̄)づ╭❤~

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