利用Mathematica繪制隱函數(shù)圖像的方法
熟悉幾何畫(huà)板的網(wǎng)友應(yīng)該會(huì)發(fā)現(xiàn),幾何畫(huà)板幾乎無(wú)法畫(huà)出隱函數(shù)的圖像。那么,如果我們需要描繪一些隱函數(shù)的圖像,應(yīng)該如何操作呢?在這里,我向大家介紹兩款軟件:Desmos和Mathematica。 使用Mat
熟悉幾何畫(huà)板的網(wǎng)友應(yīng)該會(huì)發(fā)現(xiàn),幾何畫(huà)板幾乎無(wú)法畫(huà)出隱函數(shù)的圖像。那么,如果我們需要描繪一些隱函數(shù)的圖像,應(yīng)該如何操作呢?在這里,我向大家介紹兩款軟件:Desmos和Mathematica。
使用Mathematica繪制隱函數(shù)圖像的具體步驟
關(guān)于Desmos繪制隱函數(shù)的圖像,《怎么使用Desmos繪制函數(shù)圖形》已經(jīng)有了簡(jiǎn)單的講解,感興趣的朋友可以參考。接下來(lái),我們將詳細(xì)討論如何使用Mathematica繪制隱函數(shù)的圖像,并適時(shí)地與Desmos的效果進(jìn)行比較。
1. 有人可能會(huì)建議,難道不能將隱函數(shù)方程轉(zhuǎn)化為顯函數(shù)或參數(shù)方程來(lái)繪制嗎?例如,橢圓的參數(shù)方程是:$xsin t, ycos t$,這樣就將橢圓的方程從“隱函數(shù)”轉(zhuǎn)化為“參數(shù)方程”了。但請(qǐng)嘗試將$x^yy^x$轉(zhuǎn)化為“非隱函數(shù)”的形式,你會(huì)發(fā)現(xiàn)并不容易。
2. 要繪制隱函數(shù)的圖像,可以使用ContourPlot命令函數(shù)。舉例來(lái)說(shuō),我們要繪制$x^x y^y5/3$的圖像。Mathematica的代碼如下:
```
ContourPlot[x^x y^y 5/3, {x, 0, 1}, {y, 0, 1}, ImageSize -> {500, 500}]
```
注意,這里設(shè)置圖形大小為500*500像素;方程$x^x y^y 5/3$中的等號(hào)必須使用雙等號(hào);同時(shí)要指定x和y的繪圖范圍。繪制完成后,會(huì)得到第一個(gè)圖像。第二個(gè)圖像則是使用Desmos繪制的。
3. ContourPlot還可以用于繪制等高線(xiàn)圖。觀察當(dāng)$x^x y^y$的值過(guò)大時(shí),圖形不再是封閉曲線(xiàn)。這引出一個(gè)問(wèn)題:為了確保$x^x y^ya$的圖像是封閉曲線(xiàn),a的最大值和最小值分別是多少?
4. 要繪制三維圖像$x^x y^y z^z2.3$,則需使用ContourPlot3D命令函數(shù)。格式與ContourPlot類(lèi)似,只是新增了變量z。具體代碼如下:
```
ContourPlot3D[x^x y^y z^z 2.3, {x, 0, 1.1}, {y, 0, 1.1}, {z, 0, 1.1}]
```
結(jié)果將呈現(xiàn)一個(gè)封閉的三維曲面。同樣地,為確保$x^x y^y z^za$的圖像是封閉曲面,a的最大值和最小值應(yīng)是多少呢?
通過(guò)以上步驟,我們可以利用Mathematica繪制各種隱函數(shù)的圖像,展現(xiàn)出更加豐富多彩的數(shù)學(xué)世界。