为什么 sin(x²+y²)=0.5 的图像这么丑陋?


软件画图有时候会把图像画“崩”掉,常见于隐函数图像,以及图像中含有间断点的情况。比如之前画过的一个“破丝袜曲线”:

请问这个方程图像有什么性质?

画崩了的原因之一是程序只能用有限的精度表示浮点数。在此限制下有一些本不该得到 0 的算成了 0,或者应该相等的地方判定成了不相等之类,画出来的图像就变得破碎。

如果发生破碎的地方本身也是有规律的,它与原始的图像亦或是其他的破碎之处甚至可能发生“干涉”产生复杂的花样:

Geogebra 绘制 sin(x^2+y^2)=0.5
Mathematica

有一些软件可以提高画图的准确性,比如 Mathematica 里指定

PlotPoints→50

,大幅提升画图效果,仅有少量的崩坏点残留:

对付隐函数的神器 GrafEq 能得到非常准确漂亮的图像,代价是画图耗时比较长:

对于本提问给出的具体方程,手动分析一下画图的过程也不错。以最里面的 6 个圆为例——

令括号里的东西

,满足方程的

就是使

的那些值:

目前这些点的横坐标是

,但是

却是半径为

的圆。那么我们可以把这些

往函数

上面映射一下,把它们变成

现在这些

都在 y 轴上,不必担心,因为画圆的时候只会用到它们与原点之间的距离。将这些点绕着原点画圆,就是原始方程的图像了:

像这样找到每个圆的半径,并在软件里画这些圆(而不是直接画原始的方程),一点也不丑陋了对吧:

(直接画圆都会崩的话这软件可以狗带了)

可以看到图像是两个一组、从中心向外间隔越来越近的同心圆。

「间隔越来越近」源于上面拆分画图步骤的第二步

是一个斜率越来越小的映射。换用别的映射就能得到不同方式分布的同心圆。

比如最简单的

,这是

的图像:

再如

,应该是间隔越来越远的同心圆对吧(由于

增长得太过迅速,给它添加一个系数 0.0001)。

这对应的是

的图像。

要是直接画它的话,只能说是非常抽象了:

半径为 1 附近,还好
缩小很多倍以后,我的天这是什么鬼
古代的银票就一张纸,有人去仿制吗?
上一篇
为什么飞机在飞行时遇到小鸟会机毁人亡?
下一篇
本文内容由互联网用户自发贡献,该文观点仅代表作者本人。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如发现本站有涉嫌抄袭侵权/违法违规的内容,一经查实,本站将立刻删除。

相关推荐

  • 苹果手机各个功能介绍,iphone必须关闭的十个功能

    1、关闭蓝牙。现在已经很少有人用蓝牙传输文件了,而且iPhone与安卓的蓝牙并不兼容,所以,可以在设置中,关闭蓝牙功能。2、关闭通知功能。关于APP推送,无非也就是一些更新提醒,关了也不会有什么影响,还能多省点电。3、关闭自动调节亮度功能。一般来说,可以将屏幕亮度在15%-30%之间,在强光环境中,在进行手动调整就可以了。4、禁止后台刷新。在设置—通用中,关闭后台自动刷新功能,也可以对省电起到一点...

  • 高德打车怎么设置途经地,高德如何添加途经路线

    1、点击高德地图APP界面底部的“导航”按钮,进入导航模式。2、点击右下角的“路线”,进入路线设定页面,根据要求输入起点、终点进行路线规划。3、点击“添加途经点”,弹出添加途经点页面,点击右上角,可以添加或者删除途经点,乘客可以手动输入要添加的途经点。4、当添加完途经点时,点击“确定”按钮,即可添加途经路线。此时地图会显示出这条路线上所有的途经点,以及当前途经点的地点信息。怎么设计高德地图设置要经...

  • 高中必修二物理知识点总结,高一物理必修2重点知识点归纳

    您好,1.运动学-位移、速度、加速度的概念及计算方法-相关运动的分析方法,如相对运动和抛体运动-牛顿运动定律及其应用2.力学-力的概念及种类,如重力、弹力、摩擦力等-牛顿第一、二、三定律及其应用-力的合成与分解-能量、功、动能定理、功率的概念及计算方法-动量、冲量定理及其应用3.热学-温度、热量、热能的概念及计量单位-热传递的方式及其特点,如传导、对流、辐射-热力学第一、二定律及其应用,如热机效率...

  • 小事 · 关于被爱的细节(关于爱的小事)

    我初中地理考了 19 分,和老师还起了冲突,班主任让叫家长。我心惊胆战把卷子给爷爷看,爷爷看了看,转了个面,说这不就 91 了,没事。去学校,班主任说了我的问题,爷爷道歉。出了校门,他推着自行车一句话...

  • 为什么蜜蜂死亡之前会一直摸肚子?(为什么蜜蜂死亡之前会一直摸肚子里面)

    这不是摸肚子。这是昆虫肢体无法协调运动的表现。我不清楚原因——但我很确定这极其常见。随便找一只在地上躺了一段时间翻不过来的昆虫,它大概率都会有这种症状。它们的六肢颤动或挥动,但始终无法翻身。即使把它们...