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
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!
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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!
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!
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!
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!
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!
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!
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!
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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。
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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
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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!
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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
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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!
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!
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!
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!
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!
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!
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用户评论
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。
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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。
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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!
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!
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!
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。
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数学本来就很神奇,加上动画的视觉效果更带感!
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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!
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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。
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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。
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这个视频让我更想去尝试用Manim制作一些简单的数学动画!
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这样的学习方式能让学生更有兴趣去探索数学奥秘。
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这视频的制作质量很棒,音乐、画面都非常吸引人。
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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!
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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。
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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!
建议把这种类型的学习方式应用到更多学科的教学中!
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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。
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这个视频真是太棒了,感谢分享!
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