Python编程如何使用matplotlib绘制动态圆锥曲线
发表于:2025-11-10 作者:千家信息网编辑
千家信息网最后更新 2025年11月10日,这篇文章主要介绍了Python编程如何使用matplotlib绘制动态圆锥曲线,具有一定借鉴价值,感兴趣的朋友可以参考下,希望大家阅读完这篇文章之后大有收获,下面让小编带着大家一起了解一下。作为让高中
千家信息网最后更新 2025年11月10日Python编程如何使用matplotlib绘制动态圆锥曲线
这篇文章主要介绍了Python编程如何使用matplotlib绘制动态圆锥曲线,具有一定借鉴价值,感兴趣的朋友可以参考下,希望大家阅读完这篇文章之后大有收获,下面让小编带着大家一起了解一下。
作为让高中生心脏骤停的四个字,对于高考之后的人来说可谓刻骨铭心,所以定义不再赘述,直接撸图,其标准方程分别为

在Python中,绘制动图需要用到matplotlib中的animation包,其调用方法以及接下来要用到的参数为
ani = animation.FuncAnimation(fig, func, frames, interval)
其中fig为绘图窗口,func为绘图函数,其返回值为图像,frames为迭代参数,如果为整型的话,其迭代参数则为range(frames)。
椭圆
为了绘图方便,椭圆的参数方程为
代码为:
# 这三个包在后面的程序中不再复述import numpy as npimport matplotlib.pyplot as pltimport matplotlib.animation as animationa,b,c = 5,3,4fig = plt.figure(figsize=(12,9))ax = fig.add_subplot(autoscale_on=False, xlim=(-a,a),ylim=(-b,b))ax.grid()line, = ax.plot([],[],'o-',lw=2)trace, = ax.plot([],[],'-', lw=1)theta_text = ax.text(0.02,0.85,'',transform=ax.transAxes)textTemplate = '''theta = %.1f°\nlenL = %.1f, lenR = %.1f\nlenL+lenR = %.1f'''xs,ys = [], []def animate(i): if(i==0): xs.clear() ys.clear() theta = i*0.04 x = a*np.cos(theta) y = b*np.sin(theta) xs.append(x) ys.append(y) line.set_data([-c,x,c], [0,y,0]) trace.set_data(xs,ys) lenL = np.sqrt((x+c)**2+y**2) lenR = np.sqrt((x-c)**2+y**2) theta_text.set_text(textTemplate % (180*theta/np.pi, lenL, lenR, lenL+lenR)) return line, trace, theta_textani = animation.FuncAnimation(fig, animate, 157, interval=5, blit=True)ani.save("ellipse.gif")plt.show()双曲线
双曲线的参数方程为

设 a = 4 , b = 3 , c = 5 则代码如下
a,b,c = 4,3,5fig = plt.figure(figsize=(12,9))ax = fig.add_subplot(autoscale_on=False, xlim=(-c,16),ylim=(-12,12))ax.grid()line, = ax.plot([],[],'o-',lw=2)trace, = ax.plot([],[],'-', lw=1)theta_text = ax.text(0.01,0.85,'', transform=ax.transAxes)textTemplate = '''t = %.1f\nlenL = %.1f, lenR = %.1f\nlenL-lenR = %.1f'''xs,ys = [],[]def animate(t): if(t==-3): xs.clear() ys.clear() x = a*np.cosh(t) y = b*np.sinh(t) xs.append(x) ys.append(y) line.set_data([-c,x,c], [0,y,0]) trace.set_data(xs,ys) lenL = np.sqrt((x+c)**2+y**2) lenR = np.sqrt((x-c)**2+y**2) theta_text.set_text(textTemplate % (t, lenL, lenL, lenL-lenR)) return line, trace, theta_textframes = np.arange(-3,3,0.05)ani = animation.FuncAnimation(fig, animate, frames, interval=5, blit=True)ani.save("hyperbola.gif")plt.show()抛物线
import numpy as npimport matplotlib.pyplot as pltimport matplotlib.animation as animationa,b,c = 4,3,5p = 1fig = plt.figure(figsize=(12,9))ax = fig.add_subplot(autoscale_on=False, xlim=(-0.6,4.5),ylim=(-3,3))ax.grid()ax.plot([-p/2,-p/2],[-5,5],'-',lw=2)line, = ax.plot([],[],'o-',lw=2)trace, = ax.plot([],[],'-', lw=1)theta_text = ax.text(0.05,0.85,'', transform=ax.transAxes)textTemplate = '''y = %.1f\nlenL = %.1f, lenF = %.1f\nlenL-lenF = %.1f'''xs,ys = [],[]def animate(y): if(y==-3): xs.clear() ys.clear() x = y**2/p/2 xs.append(x) ys.append(y) line.set_data([-p,x,p/2], [y,y,0]) trace.set_data(xs,ys) lenL = x+p/2 lenF = np.sqrt((x-p/2)**2+y**2) theta_text.set_text(textTemplate % (y, lenL, lenF, lenL-lenF)) return line, trace, theta_textframes = np.arange(-3,3,0.1)ani = animation.FuncAnimation(fig, animate, frames, interval=5, blit=True)ani.save("parabola.gif")plt.show()极坐标方程
圆锥曲线在极坐标系下有相同的表达式,即
在matplotlib中,极坐标图像需要通过projection='polar'来标识,其代码为
p = 2fig = plt.figure(figsize=(12,9))ax = fig.add_subplot(autoscale_on=False, projection='polar')ax.set_rlim(0,8)trace, = ax.plot([],[],'-', lw=1)theta_text = ax.text(0.05,0.95,'',transform=ax.transAxes)textTemplate = 'e = %.1f\n'theta = np.arange(-3.1,3.2,0.1)def animate(e): rho = p/(1-e*np.cos(theta)) trace.set_data(theta,rho) theta_text.set_text(textTemplate % e) return trace, theta_textframes = np.arange(-2,2,0.1)ani = animation.FuncAnimation(fig, animate, frames, interval=100, blit=True)ani.save("polar.gif")plt.show()感谢你能够认真阅读完这篇文章,希望小编分享的"Python编程如何使用matplotlib绘制动态圆锥曲线"这篇文章对大家有帮助,同时也希望大家多多支持,关注行业资讯频道,更多相关知识等着你来学习!
参数
方程
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圆锥
圆锥曲线
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双曲线
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椭圆
迭代
相同
刻骨铭心
接下来
三个
下有
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数据库安全各自的含义是什么
生产安全数据库录入
数据库的安全性及管理
数据库安全策略包含哪些
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