文章详情

短信预约-IT技能 免费直播动态提醒

请输入下面的图形验证码

提交验证

短信预约提醒成功

Python编程使用matplotlib绘制动态圆锥曲线示例

2024-04-02 19:55

关注

作为让高中生心脏骤停的四个字,对于高考之后的人来说可谓刻骨铭心,所以定义不再赘述,直接撸图,其标准方程分别为

在这里插入图片描述

在Python中,绘制动图需要用到matplotlib中的animation包,其调用方法以及接下来要用到的参数为


ani = animation.FuncAnimation(fig, func, frames, interval)

其中fig为绘图窗口,func为绘图函数,其返回值为图像,frames为迭代参数,如果为整型的话,其迭代参数则为range(frames)

椭圆

为了绘图方便,椭圆的参数方程为

在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

代码为:


# 这三个包在后面的程序中不再复述
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
import matplotlib.animation as animation
a,b,c = 5,3,4
fig = plt.figure(figsize=(12,9))
ax = fig.add_subplot(autoscale_on=False, 
    xlim=(-a,a),ylim=(-b,b))
ax.grid()
line, = ax.plot([],[],'o-',lw=2)
trace, = ax.plot([],[],'-', lw=1)
theta_text = ax.text(0.02,0.85,'',transform=ax.transAxes)
textTemplate = '''theta = %.1f°\n
lenL = %.1f, lenR = %.1f\n
lenL+lenR = %.1f'''
xs,ys = [], []
def animate(i):
    if(i==0):
        xs.clear()
        ys.clear()
    theta = i*0.04
    x = a*np.cos(theta)
    y = b*np.sin(theta)
    xs.append(x)
    ys.append(y)
    line.set_data([-c,x,c], [0,y,0])
    trace.set_data(xs,ys)
    lenL = np.sqrt((x+c)**2+y**2)
    lenR = np.sqrt((x-c)**2+y**2)
    theta_text.set_text(textTemplate % 
        (180*theta/np.pi, lenL, lenR, lenL+lenR))
    return line, trace, theta_text
ani = animation.FuncAnimation(fig, animate, 157, 
    interval=5, blit=True)
ani.save("ellipse.gif")
plt.show()

双曲线

双曲线的参数方程为

在这里插入图片描述

设 a = 4 , b = 3 , c = 5 则代码如下


a,b,c = 4,3,5
fig = plt.figure(figsize=(12,9))
ax = fig.add_subplot(autoscale_on=False, 
    xlim=(-c,16),ylim=(-12,12))
ax.grid()
line, = ax.plot([],[],'o-',lw=2)
trace, = ax.plot([],[],'-', lw=1)
theta_text = ax.text(0.01,0.85,'',
    transform=ax.transAxes)
textTemplate = '''t = %.1f\n
lenL = %.1f, lenR = %.1f\n
lenL-lenR = %.1f'''
xs,ys = [],[]
def animate(t):
    if(t==-3):
        xs.clear()
        ys.clear()
    x = a*np.cosh(t)
    y = b*np.sinh(t)
    xs.append(x)
    ys.append(y)
    line.set_data([-c,x,c], [0,y,0])
    trace.set_data(xs,ys)
    lenL = np.sqrt((x+c)**2+y**2)
    lenR = np.sqrt((x-c)**2+y**2)
    theta_text.set_text(textTemplate % 
        (t, lenL, lenL, lenL-lenR))
    return line, trace, theta_text
frames = np.arange(-3,3,0.05)
ani = animation.FuncAnimation(fig, animate, 
    frames, interval=5, blit=True)
ani.save("hyperbola.gif")

plt.show()

在这里插入图片描述

抛物线

在这里插入图片描述


import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
import matplotlib.animation as animation
a,b,c = 4,3,5
p = 1
fig = plt.figure(figsize=(12,9))
ax = fig.add_subplot(autoscale_on=False, 
    xlim=(-0.6,4.5),ylim=(-3,3))
ax.grid()
ax.plot([-p/2,-p/2],[-5,5],'-',lw=2)
line, = ax.plot([],[],'o-',lw=2)
trace, = ax.plot([],[],'-', lw=1)
theta_text = ax.text(0.05,0.85,'',
    transform=ax.transAxes)
textTemplate = '''y = %.1f\n
lenL = %.1f, lenF = %.1f\n
lenL-lenF = %.1f'''
xs,ys = [],[]
def animate(y):
    if(y==-3):
        xs.clear()
        ys.clear()
    x = y**2/p/2
    xs.append(x)
    ys.append(y)
    line.set_data([-p,x,p/2], [y,y,0])
    trace.set_data(xs,ys)
    lenL = x+p/2
    lenF = np.sqrt((x-p/2)**2+y**2)
    theta_text.set_text(textTemplate % 
        (y, lenL, lenF, lenL-lenF))
    return line, trace, theta_text
frames = np.arange(-3,3,0.1)
ani = animation.FuncAnimation(fig, animate, 
    frames, interval=5, blit=True)
ani.save("parabola.gif")
plt.show()

在这里插入图片描述

极坐标方程

圆锥曲线在极坐标系下有相同的表达式,即

在这里插入图片描述

matplotlib中,极坐标图像需要通过projection='polar'来标识,其代码为


p = 2
fig = plt.figure(figsize=(12,9))
ax = fig.add_subplot(autoscale_on=False, projection='polar')
ax.set_rlim(0,8)
trace, = ax.plot([],[],'-', lw=1)
theta_text = ax.text(0.05,0.95,'',transform=ax.transAxes)
textTemplate = 'e = %.1f\n'
theta = np.arange(-3.1,3.2,0.1)
def animate(e):
    rho = p/(1-e*np.cos(theta))
    trace.set_data(theta,rho)
    theta_text.set_text(textTemplate % e)
    return trace, theta_text
frames = np.arange(-2,2,0.1)
ani = animation.FuncAnimation(fig, animate, 
    frames, interval=100, blit=True)
ani.save("polar.gif")
plt.show()

在这里插入图片描述

以上就是Python使用matplotlib绘制动态的圆锥曲线示例的详细内容,更多关于matplotlib绘制动态圆锥曲线的资料请关注编程网其它相关文章!

阅读原文内容投诉

免责声明:

① 本站未注明“稿件来源”的信息均来自网络整理。其文字、图片和音视频稿件的所属权归原作者所有。本站收集整理出于非商业性的教育和科研之目的,并不意味着本站赞同其观点或证实其内容的真实性。仅作为临时的测试数据,供内部测试之用。本站并未授权任何人以任何方式主动获取本站任何信息。

② 本站未注明“稿件来源”的临时测试数据将在测试完成后最终做删除处理。有问题或投稿请发送至: 邮箱/279061341@qq.com QQ/279061341

软考中级精品资料免费领

  • 历年真题答案解析
  • 备考技巧名师总结
  • 高频考点精准押题
  • 2024年上半年信息系统项目管理师第二批次真题及答案解析(完整版)

    难度     813人已做
    查看
  • 【考后总结】2024年5月26日信息系统项目管理师第2批次考情分析

    难度     354人已做
    查看
  • 【考后总结】2024年5月25日信息系统项目管理师第1批次考情分析

    难度     318人已做
    查看
  • 2024年上半年软考高项第一、二批次真题考点汇总(完整版)

    难度     435人已做
    查看
  • 2024年上半年系统架构设计师考试综合知识真题

    难度     224人已做
    查看

相关文章

发现更多好内容

猜你喜欢

AI推送时光机
位置:首页-资讯-后端开发
咦!没有更多了?去看看其它编程学习网 内容吧
首页课程
资料下载
问答资讯