用動畫和互動的方式,來看看三焦點曲線的形狀變化。
本來文章末尾有視訊,但是xiaodu以“視訊時長過短,或清析度低,含廣告”裡的某個原因,不予通過。所以,我又把視訊刪了。
工具/原料
電腦
Desmos(網頁版)
Mathematica(8.0以上版本)
方法/步驟
當第一個焦點是(1,1),第二個焦點是(0,1),第三個焦點是單位圓上的動點,Mathematica程式碼是:
Manipulate[
Show[Graphics[Point[{Cos[a], Sin[a]}]],
ContourPlot[x^2 + y^2 == 1, {x, -3, 3}, {y, -3, 3}],
ContourPlot[
Sqrt[(x - 1)^2 + (y - 1)^2] +
Sqrt[(x - Cos[a])^2 + (y - Sin[a])^2] +
Sqrt[(x - 0)^2 + (y - 1)^2] == 3, {x, -3, 3}, {y, -3, 3}]], {a,
0, 2 Pi, 0.1}]
匯出動態圖的Mathematica程式碼是:
Export["noa.gif",
Table[Show[Graphics[Point[{Cos[a], Sin[a]}]],
ContourPlot[x^2 + y^2 == 1, {x, -3, 3}, {y, -3, 3}],
ContourPlot[
Sqrt[(x - 1)^2 + (y - 1)^2] +
Sqrt[(x - Cos[a])^2 + (y - Sin[a])^2] +
Sqrt[(x - 0)^2 + (y - 1)^2] == 3, {x, -3, 3}, {y, -3, 3}]], {a,
0, 2 Pi, 0.1}]]
同樣是上面的動畫,用Desmos演示。
第一行:\sqrt{\left(x-1\right)^2+\left(y-1\right)^2}+\sqrt{\left(x-\cos \left(a\right)\right)^2+\left(y-\sin \left(a\right)\right)^2}+\sqrt{x^2+\left(y-1\right)^2}=3
第二行:x^2+y^2=1
第三行:\left(\cos \left(a\right),\sin \left(a\right)\right)
然後把a變成滑塊,滑動範圍是0到2π。
不會用Desmos輸出動態圖,所以,我用螢幕擷取器擷取動態圖。
Desmos相比於Mathematica,有一個優點,那就是成圖快,而且不用專門指定作圖區域。所以,下面就繼續用Desmos作動畫!
三個焦點分別是三個圓心位於原點、半徑不同的圓上的動點,它們轉動的速度不同,這種動畫會是什麼樣呢?自己去看看。
第一行:\sqrt{\left(x-\cos \left(a\right)\right)^2+\left(y-\sin \left(a\right)\right)^2}+\sqrt{\left(x-2\cos \left(b\right)\right)^2+\left(y-2\sin \left(b\right)\right)^2}+\sqrt{\left(x-\sqrt{2}\cos \left(c\right)\right)^2+\left(y-\sqrt{2}\sin \left(c\right)\right)^2}=5
第二行:\left(\cos \left(a\right),\sin \left(a\right)\right)
第三行:\left(2\cos \left(b\right),2\sin \left(b\right)\right)
第四行:\left(\sqrt{2}\cos \left(c\right),\sqrt{2}\sin \left(c\right)\right)
把上述“程式碼”複製到Desmos裡面(粘帖的時候使用“Ctrl”+“V”組合鍵),點選“全部”按鈕,再點選動畫按鈕。
視訊:《用Desmos畫三焦點曲線》。
第一次拍視訊,效果不好,請網友多包涵。
視訊:《用Desmos弄個三焦點曲線的動畫和互動效果》
第二個視訊,效果也不好,視訊裡說話不自然,而且有點微小的噪聲。
注意事項
所有圓上的動點,對應的引數的滑塊的活動範圍,都是0到2π。
一個動畫,佔用了80%的電腦記憶體,所以,手機版的Desmos估計是辦不到的。
Desmos也可以“複製”+“粘帖”,方法是,選中方程式,“Ctrl+C”——複製,“Ctrl+V”——粘帖。