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Plot图形的时候,碰到自变量是复数,该怎么办

时间:2024-10-22 14:05:59

本文,我们来学习一下,洋人是怎么作复变函数的图像的。这里的代码,都是模仿洋人的代码改写的。

Plot图形的时候,碰到自变量是复数,该怎么办

工具/原料

电脑

Mathematica

案例1

1、自定义函数:复数图[f_,{xmin_,xmax_},{ymin_,ymax_娅势毁歹},选项:OptionsPattern[]]:=RegionPl泠贾高框ot[True,{x,xmin,xmax},{y,ymin,ymax},选项,PlotPoints->100,ColorFunctionScaling->False,ColorFunction->Function[{x,y},With[{ff=f[x+Iy]},Hue[(2.Pi)^-1Mod[Arg[ff],2Pi],1,1-(1.2+10Log[Abs[ff]+1])^-1]]]]作正弦函数的复数图:复数图[Sin,{-5,5},{-3.65,3.65},AspectRatio->Automatic]注意,这个图里面没有图线,完全是靠颜色来表现整个图形。

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2、注意,ColorFunctionScaling->False是必不可少的水貔藻疽,取消渐变色,防止整个图形的颜色过于笼统撅掏浑锌。复数图0[f_,{xmin_,xmax_},{ymin_,ymax_},选项:OptionsPattern[]]:=RegionPlot[True,{x,xmin,xmax},{y,ymin,ymax},选项,PlotPoints->100,ColorFunction->Function[{x,y},With[{ff=f[x+Iy]},Hue[(2.Pi)^-1Mod[Arg[ff],2Pi],1,1-(1.2+10Log[Abs[ff]+1])^-1]]]]

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案例二

1、给出复数方程:f[t_]:=(25t)/(1+10t);当t为复数x+Iy的时候,那么实部和虚部对应的等高线图如下:ContourPlot[Re@f[x+Iy],{x,-5,5},{y,-3.65,3.65}]

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2、f[t_]:=(25t)/(1+10t);把实部和虚部、y/10作为曲面的参数方程,绘制这个曲面。ParametricPlot3D[{Re[f[x+Iy]],Im[f[x+Iy]],y/10},{x,-10,10},{y,-3.65,3.65}]把实部和虚部、1/(10y)作为曲面的参数方程,绘制这个曲面。ParametricPlot3D[{Re[f[x+Iy]],Im[f[x+Iy]],1/(10y)},{x,-10,10},{y,-10,10}]

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案例三

1、Plot[{Re@Log[x],Im@Log[x]},{x,-2Pi,2Pi},PlotStyle->Thick,PlotRange->All]把Log[x]视为单变量函数,分别作出实部和虚部对应的图像。

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2、如果把Log[x]的实部和虚部,视为某条曲线的参数方程,试画出这条曲线。ParametricPlot[{Re@Log[x],Im@Log[x]},{x,-0.5,0.5},PlotRange->All]

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案例四

1、立体复数图[f_,range_,选项___]:=Block[{p,q,g},g职邗珩垃[r_,i_]:=(f/.range[[1]]:>r+Ii);Plot3D[Abs[g[禊诬娱飑p,q]],{p,Re[range[[2]]],Re[range[[3]]]},{q,Im[range[[2]]],Im[range[[3]]]},选项,ColorFunction->(Hue[Mod[Arg[g[#1,#2]]/(2*Pi)+1,1]]&),ColorFunctionScaling->False]]这个代码跟案例一,感觉差不多。作出Zeta函数的立体图形:立体复数图[Zeta[z],{z,-3.5-3.5I,3.5+5.5I},PlotRange->{0,4}]

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2、Gamma函数的立体图:立体复数图[Gamma[z],{z,-5-3.65I,5+3.65I}]

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3、Sin[z]的图形:立体复数图[Sin[z],{z,-5Pi-3.65IPi,5Pi+3.65IPi}]

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4、Sin[z]+z^n,当n从1增到7,看看立体复数图有什么变化:Export["000fushutu.gif",Table[立体复数图[Sin[z]+z^n,{z,-5Pi-3.65IPi,5Pi+3.65IPi},ImageSize->{500,365}],{n,1,7,1/6}],"AnimationRepetitions"->Infinity,"DisplayDurations"->1]

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