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用Mathematica进行坐标变换

图形变换,可以转化为坐标变换。所以,把复杂的图形变换,变成简单的坐标变换,就是基本的数学思想。下面,介绍一下用Mathematica处理坐标变换的方法。
工具/原料
1

电脑

2

Mathematica

方法/步骤
2

把极坐标转化为直角坐标:CoordinateTransform[ 'Polar' -> 'Cartesian', {x, y}]

3

把三维直角坐标转化为球面坐标:CoordinateTransform['Cartesian' -> 'Spherical', {x, y, z}]

4

把球面坐标里面的曲线,转化为直角坐标的表示方法:CoordinateTransform['Spherical' -> 'Cartesian',       {t, Pi ((1 + Sin[16 t + 4 t^2])/2), 1 + 2 t + 3 t^2}]

5

转化为直角坐标之后,就可以利用ParametricPlot3D来作图:ParametricPlot3D[%, {t, 0, Pi}, ColorFunction -> (Hue[8 #4] &)]

6

如果用ParametricPlot3D,直接套用{t, Pi ((1 + Sin[16 t + 4 t^2])/2), 1 + 2 t + 3 t^2},得到的,就会是另一个图形。

注意事项

还有其它变换,如直角坐标到柱坐标的变换、旋转、对称、平移、反演、仿射变换等。

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