使用Mathematica绘制球面螺旋线的时候,出现了一点误区。《【微分几何】怎么在球面上画螺旋线》里面绘制的螺旋线,出发点是球面的极点,这导致球面螺旋线发生较大的扭曲。本文,把螺旋线的出发点放置到赤道上,看看效果。
工具/原料
电脑
Mathematica
方法/步骤
1、为了把球面螺旋线的出发喘揲塾疖点移动到赤道上,需要对曲纹坐标u进行调整:ParametricPlot3D[{Sin[u]S足毂忍珩in[v],Sin[u]Cos[v],Cos[u]}/.{u->t/36Cos[t]+Pi/2,v->t/36Sin[t]},{t,0,10Pi},PlotPoints->1000,PlotStyle->{Blue,Thickness[0.003]}]注意,u代表的是纬度,从极点移到赤道,需要把纬度加上90°;绘图区域t介于0到10π之间。
2、这个螺旋线是漂亮的,秤郓鹜媲且没有扭曲。如果扩大作图区域,当螺旋线扩张到极点附近时,仍发生扭曲:ParametricPlot3D[{Sin[u]胨检馁秣Sin[v],Sin[u]Cos[v],Cos[u]}/.{u->t/36Cos[t]+Pi/2,v->t/36Sin[t]},{t,0,20Pi},PlotPoints->1000,PlotStyle->{Blue,Thickness[0.003]}]
3、进一步看看这种扭曲现象:ParametricPlot3D[{Sin[u]Sin[v],Sin[u]Cos[v],Cos[u]}/.{u->t/36Cos[t]+Pi/2,v->t/36Sin[t]},{t,0,50Pi},PlotPoints->1000,PlotStyle->{Blue,Thickness[0.003]}]
4、增加螺旋线的密度:ParametricPlot3D[{Sin[u]Sin[v],Sin[u]Cos[v],Cos[u]}/.{u->t/150Cos[t]+Pi/2,v->t/150Sin[t]},{t,0,50Pi},PlotPoints->1000,PlotStyle->{Blue,Thickness[0.002]}]
5、增加一点极点附近的扭曲现象:ParametricPlot3D[{Sin[u]Sin[v],Sin[u]Cos[v],Cos[u]}/.{u->t/150Cos[t]+Pi/2,v->t/150Sin[t]},{t,0,105Pi},PlotPoints->1000,PlotStyle->{Blue,Thickness[0.002]}]
6、用动态图全方位展示一下上面的螺旋线。