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【微分几何】水滴形曲线的平移缩放曲面

本文,用Mathematica来绘制水滴形曲线的平移缩放曲面。
工具/原料
1

电脑

2

Mathematica

方法/步骤
1

水滴形曲线的极坐标方程是ρ=(Sqrt[-1 - 2 Cos[2 t]] - Sin[t]),这是一条平面曲线,按照法向量的方向平移,会得到一个柱面,如果在平移的同时,伴随缩放处理,会怎么样?下面是柱面效果图。

2

沿着z轴,同时往上、往下平移,且缩放。按照余弦的方式进行缩放:((ρ*{Cos[t], Sin[t], 0} ) Cos[v] + {0, 0, v})

3

改变一下水滴形曲线在xoy面的位置,再沿着z轴平移,仍使用余弦缩放:((ρ*{Cos[t], Sin[t], 0} + {0, 1, 0}) Cos[v] + {0, 0, v})

4

再换个位置:((ρ*{Cos[t], Sin[t], 0} + {0, 2, 0}) Cos[v] + {0, 0, v})这看起来像是【饺子】。

5

如果水滴形曲线按照向量{1, 0, 0}平移,然后再沿着z轴平移,仍使用余弦缩放:

6

如果水滴形曲线按照向量{1, 1, 0}平移,然后再沿着z轴平移,仍使用余弦缩放:

7

如果水滴形曲线按照向量{1, 2, 0}平移,然后再沿着z轴平移,仍使用余弦缩放:

其它缩放方式
1

半椭圆缩放:Sqrt[9 - v^2]/2

2

绝对值型缩放:(3 - Abs[v])/2

3

凹陷型缩放:(1 - Sqrt[Abs[v]])/2

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