Matematyka 3D

Stożek

Powierzchnia stożka zwęża się od kołowej podstawy do wierzchołka. Poziome przekroje mają coraz mniejszy promień. Zmieniaj promień podstawy i wysokość, aby porównać nachylenie boku.

Pierwszy przykład

import ms3d

F = ms3d.stozek()
print(round(F(0, 0, 3), 6))
rysuj_3(F)

Wynik w konsoli:

0.0

Wartość F w podanym punkcie nie jest wysokością powierzchni. Narysowane są punkty F=0, bez wypełniania wnętrza bryły. Matematyczna powierzchnia i obszar podglądu to różne rzeczy.

Obracaj myszą lub strzałkami. Kółko przybliża, Home przywraca widok.

Podgląd przedstawia pierwszy program. Zmianę kodu wykonaj w edytorze. Obrót, przesuwanie i przybliżanie nie obliczają nowych wartości funkcji.

Eksperymentuj

Zmień wysokość z 6 na 3. Wierzchołek i podstawa zbliżą się do początku układu, ale promień podstawy się nie zmieni.

import ms3d

F = ms3d.stozek(wysokosc=3)
print(round(F(0, 0, 3), 6))
rysuj_3(F)

Wynik w konsoli:

1.5

Promień przekroju zmniejsza się liniowo z wysokością. W połowie odległości od podstawy do wierzchołka wynosi połowę promienia podstawy. Powierzchnia zawiera również podstawę.

Odkrywaj w swoim tempie

AParametry i wartości domyślne

Pierwszy program wywołuje funkcję bez ustawień, czyli korzysta z wszystkich wartości domyślnych podanych poniżej.

ms3d.stozek(r=3, wysokosc=6)

r=3
Promień podstawy.
wysokosc=6
Pełna odległość od podstawy do wierzchołka.

Parametry liczbowe muszą być skończonymi liczbami int lub float, bez wartości logicznych.

BRównanie, właściwości i dziedzina
max(x2+y2-r(12-zh),|z|-h2)=0

Parametry r i wysokość h są dodatnie. Podstawa leży na Z = -h/2, a wierzchołek na Z = h/2. Promień przekroju zależy liniowo od wysokości.

Promień i wysokość muszą być dodatnie. F przyjmuje dowolne współrzędne. Podstawa jest na Z=-wysokosc/2, a wierzchołek na Z=wysokosc/2.

CDefinicja w Pythonie
import math

def F(x, y, z, r=3, wysokosc=6):
    r, h = (r, wysokosc)
    return max(math.hypot(x, y) - r * (0.5 - z / h), abs(z) - h / 2)

print(round(F(0, 0, 3), 6))
rysuj_3(F)

Spróbuj sam

Porównaj dwa stożki o tym samym promieniu i różnych wysokościach. Który ma bardziej stromo nachylony bok?

Dokładność, obszar obliczeń i ograniczenia środowiska