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解析幾何3D圖形庫和動畫庫
目 錄
中文摘要 ……………………………………………………………………………………………………1
英文摘要 ……………………………………………………………………………………………………2
前言 …………………………………………………………………………………………………………3
1 軟件比較與介紹 …………………………………………………………………………………………4
1.1各軟件間的比較 ……………………………………………………………………………………4
1.2 Matlab介紹 ………………………………………………………………………………………6
1.3 3D Grapher介紹 …………………………………………………………………………………7
2 常見曲面、圖形及機理 ………………………………………………………………………………13
2.1 球面和旋轉(zhuǎn)面 …………………………………………………………………………………13
2.1.1 球面的普通方程 …………………………………………………………………………13
2.1.2 球的參數(shù)方程，點的球坐標(biāo) ……………………………………………………………14
2.1.3 旋轉(zhuǎn)面 ……………………………………………………………………………………15
2.2 柱面和錐面 ……………………………………………………………………………………15
2.2.1 柱面方程的建立 …………………………………………………………………………16
2.2.2 圓柱面方程的建立 ………………………………………………………………………16
2.2.3 柱面方程的特點 …………………………………………………………………………17
2.2.4 錐面方程的建立 …………………………………………………………………………17
2.2.5 圓錐面 ……………………………………………………………………………………18
2.2.6錐面方程的特點 …………………………………………………………………………18
2.3 2次曲面 ………………………………………………………………………………………18
2.3.1 橢球面 ……………………………………………………………………………………18
2.3.2 單葉雙曲面和雙葉雙曲面 ………………………………………………………………19
2.3.3 橢圓拋物面和雙曲拋物面 ………………………………………………………………19
2.4 直紋面 …………………………………………………………………………………………20
2.5 典型的參數(shù)方程圖形及曲面所圍成的區(qū)域 …………………………………………………20
2.5.1 典型參數(shù)方程圖形 ……………………………………………………………………20
2.5.2 曲面所圍成的區(qū)域 ……………………………………………………………………20
3 圖片與動畫的實現(xiàn) ……………………………………………………………………………………20
3.1 圖片的實現(xiàn) ……………………………………………………………………………………20
3.1.1運用Matlab實現(xiàn) ………………………………………………………………………20
3.1.2 運用3D Grapher實現(xiàn) …………………………………………………………………24
3.2 動畫的實現(xiàn) ……………………………………………………………………………………31
3.2.1運用Matlab實現(xiàn) ………………………………………………………………………31
3.2.2運用3D Grapher實現(xiàn) …………………………………………………………………31
4難點與解決方法 ………………………………………………………………………………………34
5結(jié)論 ……………………………………………………………………………………………………35
參考文獻(xiàn) …………………………………………………………………………………………………36
致謝 ………………………………………………………………………………………………………37
附錄 ………………………………………………………………………………………………………38
摘 要
解析幾何是應(yīng)用數(shù)學(xué)專業(yè)的主要基礎(chǔ)課，這門課程的主要任務(wù)是培養(yǎng)學(xué)生的空間想象力。因此，構(gòu)造函數(shù)的圖像，將數(shù)學(xué)表達(dá)式可視化是本課程的1個重點，也是難點之1。而今計算機領(lǐng)域的飛速發(fā)展，給我們提供了1個很好的平臺，讓我們可以利用計算機軟件來實現(xiàn)函數(shù)與圖像的結(jié)合。
寫論文之前，我對Matlab，Auto CAD，3DS Max，3D Graphe進(jìn)行了比較。Auto CAD比較適合于畫工程制圖，且動畫功能非常薄弱，幾乎實現(xiàn)不了動畫；而3DS Max著重于3維圖形的建模，注重的是實物的繪制、材質(zhì)的粘貼、效果的渲染以及精良動畫的制作，并且此軟件個人感覺很難上手，要學(xué)好更是不容易。所以，我運用的是Matlab和3D Grapher。Matlab是我們本來就學(xué)習(xí)過的軟件，因此容易上手，而且它本身是數(shù)學(xué)軟件，較易實現(xiàn)數(shù)學(xué)圖形，圖片的層次感較強；3D Grapher是1個小型的3維軟件，能夠很好的運用于教學(xué)，能實現(xiàn)動畫，且操作簡單。
運用上述兩個軟件，我基本實現(xiàn)了解析幾何2次函數(shù)的所有圖片，以及幾個較為重要的動畫，建立了解析幾何3維圖片庫和動畫庫。
關(guān) 鍵 詞
解析幾何；2次函數(shù)；Matlab；3D Grapher；圖形
Abstract
The analytic geometry is a main and basic lesson in applied mathematics profession, This curricular and main mission is training the students’ space thinking the elephant dint . So, structuring function’s sketch , in other words , making mathematical formula visual , is the key point and the difficult point of this course . And now , the computer field flies to develop soon that offer us a good platform , and let us using software to realize function and the combination of the pictures .
Before writing the thesis I proceed the comparison to the Matlab, Auto CAD, 3DS Max,3D Grapher . Auto CAD Suitable for painting engineering graphics , and the animation function is very weak , and it can not almost realizes animation ; 3DS Max put great emphasis on 3D sketch of set up the model , Make a point of real object draw , the material glues to stick , the result exaggerates and excellent animation , and it’s hard to master . So, I used Matlab and 3D Grapher . I used Matlab before , so I can learn it easier , and it’s a math software , realizes mathematics sketch easily , the level of structure of the picture feels stronger ; 3D Grapher is a small scaled software ,can applicate in teaching for good , can realize animation ,and the operation is simple.
Use above software , I realize the sketch of analytic geometry quadratic function , and some important animations , Established the analytic geometry 3D pictures stock and animations stock.
Key words
Analytic Geometry; Quadratic Function; Matlab; 3D Grapher;Sketch;Animation
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