网络画板应用——把圆形变成正方形的模拟

 时间:2024-11-12 00:31:18

1、首先,要知道圆和正方形的参数方程。圆的参数方程是:x=cos(t),y=sin(t)

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2、我们知道正方形的隐函数方程是:|x|+|y|=1,也就是abs(x)+abs(y)=1。可是,目前(2017年5月26日)网络画板并不支持隐函数方程的作图。

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3、在观察“高次圆”曲线|x|^n+|y|^n=1的时候,可以发现,当n从1变为+∞(步进为1)的时候,图形从正方形变为圆,再变为高次圆。当n>99的时候,图像已经很接近正方形了,但是,这个毕竟难以实现。所以,我们只考虑n=1所对应的正方形。

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4、经过一番试验,得到正方形的一个比较简单的参数方程:x=sign(cos(t)) * abs(cos(t)) ^ 2,y=sign(sin(t)) * abs(sin(t)) ^ 2。

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5、同样的,圆也可以这样实现:x=sign(cos(t)) * abs(cos(t)) ^ 1,y=sign(sin(t)) * abs(sin(t)) ^ 1。

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6、如果把指数变为参数a,就可以实现动态效果:x=sign(cos(t)) * abs(cos(t)) ^ a,y=sign(sin(t)) * abs(sin(t)) ^ a。奇怪的是,当a=0的时候,它对应的图形居然是正方形。经过一番思考,可以发现,它对应的正是|x|^n+|y|^n=1在n=+∞的情形。

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7、扩大a的变化范围,看看一般情形。

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