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马尼姆数学动画游览坐标系

很多朋友对于马尼姆数学动画游览坐标系和不太懂,今天就由小编来为大家分享,希望可以帮助到大家,下面一起来看看吧!

# 范围内的直线和多边形l=Line([-1, 0, 0], [1, 0, 0])self.play(Create(l), run_time=0.5)p=Polygon([-3, 1 , 0], [-1, 1, 0], [-2, -1, 0])self.play(Create(p), run_time=0.5)#对于范围外的多边形,完成后会显示p=跑步。 Polygon([-4, 2, 0], [-1, 5, 0], [-2, -1, 0])self.play(Create(p), run_time=0.5) 引入坐标系后,绘制图形无需受限于屏幕隐含的坐标范围。通过调整坐标的比例,我们可以在基于坐标系的任意范围内绘制图形,而不必担心绘制到屏幕之外。

Manim 提供了从一维到三维的坐标系对象。下面一一介绍它们的基本使用方法。

1. 数轴

数轴(NumberLine)是最基本的一维坐标系。其关键参数为:

1. x_range:设置数轴的范围和间隔2. length:设置数轴显示的长度NumberLine(x_range=[-10, 10, 2], length=10, include_numbers=True)NumberLine(x_range=[-3, 3, 0.5],长度=12,include_numbers=True)NumberLine(x_range=[-5, 5 + 1, 1],长度=6,include_numbers=True,include_tip=True,旋转=10 * 度, )运行效果:

2. 平面坐标系

平面坐标系分为两类,实数平面和复数平面。两者的形状非常相似。

2.1 实数平面

实数平面(NumberPlane)有4个关键参数:

1. x_range:设置X 轴的范围和间隔2. y_range:设置Y 轴的范围和间隔3. x_length:设置X 轴显示的长度4. y_length:设置Y 轴显示的长度NumberPlane( 11, 1), y_range=(-3, 3, 1), x_length=3, y_length=2,)NumberPlane( x_range=(-4, 11, 1), x_length=3, y_length=4,) 操作影响:

2.2 复数平面

复平面(ComplexPlane)基于实数平面(NumberPlane)。参数相似,但有更多信息来标记复数。

plane=ComplexPlane().add_coordinates()d1=Dot(plane.n2p(2 + 1j), color=YELLOW)d2=Dot(plane.n2p(-3 - 2j), color=YELLOW)label1=Tex('2 +i').next_to(d1, UR, 0.1)label2=Tex('-3-2i').next_to(d2, UR, 0.1) 运行效果:

3. 极坐标系

极坐标系(PolarPlane)通过与原点的角度和距离来定位位置。它经常用于导航系统。与直角坐标系相比,它可以大大简化此类系统中的计算。其关键参数为:

1. azimuth_step:分割的角度数2. size:屏幕显示的极坐标大小3. radius_step:极坐标半径的间隔4. radius_max:极坐标平面的最大半径=PolarPlane(azimuth_step=30, size=6, radius_step=1, radius_max=3,).add_coordinates()操作效果:

4. 笛卡尔坐标系

笛卡尔坐标系是最常用的坐标系。该坐标系在学习函数图像时最常用。

4.1 二维

通常使用二维笛卡尔坐标系(轴)。除了上面提到的平面坐标系之外,它在平面坐标系之上提供了更多的配置,可以更灵活地配置数轴。除了4个关键参数外,还有2个配置坐标轴的参数也非常重要:

1. x_axis_config:配置X轴显示方式的参数。 2. y_axis_config:配置Y轴显示方式的参数。例如,在下面的示例中,配置了与X 轴不同比例的Y 轴。

ax=轴( x_range=[0, 10, 1], y_range=[-2, 6, 1], x_length=6, Tips=False, axis_config={'include_numbers': True}, y_axis_config={'scaling': LogBase(custom_labels=True)},)# x_min 必须为0,因为当x=0 时,y 为负无穷graph=ax.plot(lambda x: x**2, x_range=[0.001, 10], use_smoothing=False)运行效果:

4.2 三维

三维笛卡尔坐标系(ThreeDAxes)的参数与二维坐标系类似,只不过多了一个维度(Z 轴)配置。其配置参数与X轴、Y轴类似。在显示三维图形时,有两点需要额外注意。一是场景必须继承ThreeDScene,二是必须调整默认的相机位置,也就是视角的位置。默认视角是从Z 轴顶部向下看。

#默认相机透视类CooperativeSample(ThreeDScene): def Construction(self):axes=ThreeDAxes(y_length=8)circle=Circle(color=BLUE, radius=2) vg=VGroup(axes, Circle) self.play(Create ( vg), run_time=2) self.wait()的运行效果如下。很难看出它是一个三维坐标系:

添加调整视角的代码后:

#调整后的相机视角class CooperativeSample(ThreeDScene): def Construction(self):axes=ThreeDAxes(y_length=8) Circle=Circle(color=BLUE, radius=2) vg=VGroup(axes, Circle) #调整后的相机视角代码phi 是与Z 轴的角度,theta 是绕Z 轴旋转的角度self.set_camera_orientation(phi=75 * DEGREES, theta=30 * DEGREES) self.play(Create(vg), run_time=2) self.set_camera_orientation(phi=75 * DEGREES, theta=30 * DEGREES) self.play(Create(vg), run_time=2) self. wait()修改后的运行效果:

5. 总结回顾

本文主要介绍各种坐标系的基本用法和常用参数。从一维到三维,主要有以下坐标系对象:

1. NumberLine:数轴2. NumberPlane:实数平面3. ComplexPlane:复数平面4. PolarPlane:极坐标系5. Axes:二维笛卡尔坐标系6. ThreeDAxes:三维笛卡尔坐标系创建函数相关的数学动画,或者物理定律相关的动画,可以利用坐标系来更加清晰直观的表达变换规则。

用户评论

←极§速

Manim确实能把抽象概念画得生动形象!这对于理解坐标系很有帮助。

    有5位网友表示赞同!

海盟山誓总是赊

看完视频感觉坐标系没那么复杂了,以后学习数学估计会更加轻松了。

    有18位网友表示赞同!

白恍

动画演示很直观,还能感受到学到的知识点在操作中的效果,真棒!

    有5位网友表示赞同!

米兰

看了这么多Manim的数学动画,总是能让我对数学产生兴趣和好奇心。

    有20位网友表示赞同!

陌離

这样有趣的学习方式谁都会喜欢吧?强烈推荐给正在学习数学的朋友们。

    有13位网友表示赞同!

话扎心

以前学坐标系就觉得很头疼,现在终于理解了!感谢这个视频和Manim的创造者。

    有14位网友表示赞同!

像从了良

数学本来就很神奇,加上动画的视觉效果更带感!

    有18位网友表示赞同!

身影

希望以后还有更多Manim类似的数学动画,让我更好地探索数学の世界!

    有12位网友表示赞同!

景忧丶枫涩帘淞幕雨

这种学习方式就像玩游戏一样有趣,可以把复杂的概念变得简单易懂。

    有8位网友表示赞同!

恰十年

以前总觉得坐标系很抽象,现在终于明白了它的运用场景和重要性。

    有14位网友表示赞同!

怀念·最初

这个视频让我更想去尝试用Manim制作一些简单的数学动画!

    有14位网友表示赞同!

龙吟凤

这样的学习方式能让学生更有兴趣去探索数学奥秘。

    有14位网友表示赞同!

花花世界总是那么虚伪﹌

这视频的制作质量很棒,音乐、画面都非常吸引人。

    有6位网友表示赞同!

漫长の人生

学习数学也不必枯燥乏味,Manim这样的工具可以让我们用趣味的方式学习!

    有9位网友表示赞同!

她最好i

坐标系的应用场景很多,这个视频让我对它有了更深的理解。

    有6位网友表示赞同!

煮酒

未来教育应该更加注重生动的教学方式,像Manim这样的ツール就非常有意义。

    有16位网友表示赞同!

从此我爱的人都像你

建议把这种类型的学习方式应用到更多学科的教学中!

    有13位网友表示赞同!

陌潇潇

学习过程中加入元素的趣味性可以提升学生的学习积极性。

    有9位网友表示赞同!

我一个人

这个视频真是太棒了,感谢分享!

    有8位网友表示赞同!

用户评论

一样剩余

终于明白三维空间怎么理解了!这套动画讲解简单直观,完全没有那种枯燥公式的感觉,我以前对几何学兴趣不强,现在被这个视频吸引住了。一定要推荐给喜欢数学的朋友们看!

    有14位网友表示赞同!

水波映月

画风真的太棒啦!马尼姆老师的动画总是那么充满趣味和想象力,坐标系原来可以这样有趣地表现出来,完全颠覆了我的认知!

    有5位网友表示赞同!

强辩

我可是个文科生,一开始还以为这片视频会很枯燥。没想到竟然能把我看得这么亢奋!马尼姆老师的教学风格真是太巧妙了,把复杂的数学概念用动画的方式表达出来,简直比教科书看着舒服太多了。

    有8位网友表示赞同!

巷陌繁花丶

虽然我学了点微积分,但对坐标系的理解一直比较模糊。看了这段视频之后,感觉问题终于解决了!清晰的几何图形和引人入胜的故事把我从头到尾都牵引着,最后还能得出结论,这真是太棒了!

    有18位网友表示赞同!

稳妥

对于数学初学者来说,这种动画讲解方式确实很有帮助。但是对于我已经有一定基础的人来说,可能有些缺乏深度。希望以后能做一些更详细的视频来深入探讨坐标系的一些复杂概念。

    有19位网友表示赞同!

陌然淺笑

我喜欢马尼姆老师用故事的方式讲解数学,这样能让观看者更有代入感。但这支动画视频有点过于简略了,对比较深层次的数学原理并没有进行太多解释,希望以后他能拍摄一些更深入的内容!

    有9位网友表示赞同!

ー半忧伤

我觉得这种动画形式非常好,可以更好地帮助人们理解空间几何的概念。希望能看到更多马尼姆老师关于数学和科学领域的精彩作品!

    有11位网友表示赞同!

安之若素

这片视频真的太棒了!我以前对坐标系感到头疼。但经过这组动画的讲解后,终于感觉有些门路了! 哈哈,感谢马尼姆老师的科普真香!

    有17位网友表示赞同!

微信名字

看着马尼姆老师优雅地画出三维空间,我的内心充满了平静与喜悦。我简直要将他当作数学界的艺术家来崇拜了!他用生动的动画展现了抽象的数学概念,为我们打开了一扇通往知识和美学的窗。

    有6位网友表示赞同!

風景綫つ

视频很有创新精神,但我觉得动画画面速度太快了。有些复杂的地方还没有来得及看清楚就过去了,希望能够放慢一些节奏,让观众更好地理解每个步骤

    有7位网友表示赞同!

灼痛

马尼姆老师的作品我一直很喜欢,这次的坐标系讲解也不例外!它不仅清晰易懂,而且还充满了趣味和想象力。我强烈推荐给所有对数学感兴趣的人观看!

    有18位网友表示赞同!

拉扯

虽然动画效果很好,但其实我觉得讲解还是过于简单化了。没有深入分析坐标系的应用场景和背后的数学原理,有点可惜

    有16位网友表示赞同!

风中摇曳着长发

很喜欢马尼姆老师的教学风格!把抽象的数学概念用趣味生动的动画表现出来,真是一门好功夫!学习起来不再枯燥乏味。

    有15位网友表示赞同!

素衣青丝

我之前对三维空间的概念一直理解很模糊,看了这段视频之后终于明白了! 非常感谢马尼姆老师的解说及制作, 简直太棒了!

    有17位网友表示赞同!

烬陌袅

我觉得这片视频对初学数学的人很有意义,但对于已经有了比较扎实基础的人来说可能有些过于浅显。希望马尼姆老师以后能拍一些更深入的内容!

    有7位网友表示赞同!

断桥残雪

这种动画化的教学方式真的很不错啊,让我感觉学习数学就像看电影一样有趣! 希望马尼姆老师能够继续创作更多精彩的科学动画,让大家爱上科学和数学!

    有17位网友表示赞同!

孤街浪途

坐标系这一块我始终觉得很难理解,但这个视频简直是神一般的存在! 用简单的动画讲解复杂的问题,真是太棒了! 我深深地被马尼姆老师的教学能力所吸引

    有15位网友表示赞同!

←极§速

这片视频确实很有启发性,让我对三维空间有了更深的认识。希望以后可以再制作一些关于其他数学概念的动画解释,这样一来学习数学就变得更快乐有趣了!

    有17位网友表示赞同!

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