Matematyka 3D

Walec

Powierzchnia obejmuje bok walca i dwie kołowe podstawy. Przekroje prostopadłe do jego osi mają ten sam promień. Zmieniaj promień i wysokość, aby porównywać proporcje.

Pierwszy przykład

import ms3d

F = ms3d.walec()
print(round(F(3, 0, 0), 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

Zmniejsz r z 3 do 2, nie zmieniając wysokości. Wszystkie poziome przekroje między podstawami zmniejszą się jednakowo.

import ms3d

F = ms3d.walec(r=2)
print(round(F(3, 0, 0), 6))
rysuj_3(F)

Wynik w konsoli:

1.0

Podstawy leżą na wysokościach -3 i 3 dla domyślnej wysokości 6. Matematycznie bok jest zakrzywiony; widoczne płaskie fragmenty wynikają z przybliżenia trójkątami.

Odkrywaj w swoim tempie

AParametry i wartości domyślne

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

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

r=3
Promień obu kołowych podstaw.
wysokosc=6
Pełna wysokość wzdłuż osi Z.

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

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

Oś to Z, a r i wysokość h są dodatnie. Podstawy leżą na Z = ±h/2. Wzór z maksimum łączy powierzchnię boczną z podstawami; nie oznacza wypełnienia wnętrza.

Promień i wysokość są dodatnie. F jest określona w całej przestrzeni. Rysowana powierzchnia obejmuje bok i podstawy, bez wypełniania objętości.

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, abs(z) - h / 2)

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

Spróbuj sam

Ustaw wysokość 3 i promień 2. Jak zmienią się odległości między podstawami i długość osi widocznego walca?

Dokładność, obszar obliczeń i ograniczenia środowiska