球坐标转换为笛卡尔坐标并解析绘图
此示例演示如何将符号表达式从球坐标转换为笛卡尔坐标,并在不显式生成数值数据的情况下,解析地绘制转换后的表达式。
在球坐标系中,一点的位置 可以用三个变量来表征。不同的教科书对用来描述球坐标的变量有不同的约定。对于这些例子,使用以下约定:
径向距离
方位角
极坐标角
点的变换 从球坐标开始 到笛卡尔坐标 是由
通过将符号表达式从球坐标转换为笛卡尔坐标,然后可以使用symbolic Math Toolbox™图形函数绘制表达式,例如fplot3
而且fsurf
.
画出一个点及其投影
画出点 它位于 .
把球坐标转换成笛卡尔坐标
.因为转换后的坐标包含数值,所以使用plot3
画出这个点。
Rho = 1;Theta = 1.2;= 0.75;x_P = sin *cos;y_P = rho*sin()*sin();z_P = cos();plot3 (x_P y_P z_P,“柯”,“MarkerSize”10“MarkerFaceColor”,“k”)举行在
标记图中的每个轴,改变视线,并设置轴缩放以使用相等的数据单位。
包含(“x”) ylabel (“y”) zlabel (“z”)视图([75 40])轴平等的;
接下来,绘制点的直线投影
到原点。球坐标下的直线投影用
,
从
来
.将此行参数化指定为符号表达式,并使用fplot3
.
信谊rXr = r*sin *cos;Yr = r*sin()*sin();Zr = r*cos();fplot3 (xr,年,zr,ρ[0],“k”)
的垂直线投影 飞机。直角坐标下的直线投影用 , 从 来 .
信谊zfplot3(信谊(x_P),信谊(y_P), z, [0 z_P],“k”)
的顶部水平线投影 设在。直角坐标下的直线投影用 , 从 来 .
fplot3 (xr,年,信谊(z_P)[0ρ),“k——”)
绘制底部水平线投影到 设在。直角坐标下的直线投影用 , 从 来 .
fplot3 (xr,年,信谊(0)[0ρ),“k”)
接下来,绘制显示方位角跨度的平面 在 -plane的坐标 .
信谊年代tx_imuthal = s*sin(phi)*cos(t);Y_azimuthal = s*sin(phi)* sint;Fsurf (x_azimuthal,y_azimuthal,0,[0 rho 0 theta],“FaceColor”,“b”,“EdgeColor”,“没有”)
画出极坐标角张成的平面 .
信谊uvX_polar = u*sin(v)*cos();Y_polar = u*sin(v)*sin(theta);Z_polar = u*cos(v);Fsurf (x_polar,y_polar,z_polar,[0 0],“FaceColor”,‘g’,“EdgeColor”,“没有”)举行从
绘制一个球体
画一个有半径的球 .
在球坐标系中,球面参数化为
,
从
来
而且
从
来
.通过将曲面参数化指定为符号表达式,将球面坐标转换为笛卡尔坐标。然后用fsurf
.
信谊φθR = 4;X = r*sin *cos;Y = r*sin()*sin()Z = r*cos;Fsurf (x,y,z,[0 PI 0 2* PI])轴平等的
绘制半球面
画一个有半径的半球 .
在球坐标系中,球面参数化为
,
从
来
而且
从
来
.通过将曲面参数化指定为符号表达式,将球面坐标转换为笛卡尔坐标。然后用fsurf
.
信谊φθR = 4;X = r*sin *cos;Y = r*sin()*sin()Z = r*cos;Fsurf (x,y,z,[0 pi/2 02 *pi])轴平等的
绘制一个参数化曲面
绘制一个参数化曲面,其在球坐标中的径向距离与方位角和极坐标角有关。
曲面有径向坐标
,
从
来
而且
从
来
.通过将曲面参数化指定为符号表达式,将球面坐标转换为笛卡尔坐标。然后绘制参数化曲面fsurf
.
信谊φθRho = 2 + sin(5* + 7*);X = sin *cos;Y = sin *sin();Z = cos();Fsurf (x,y,z,[0 PI 0 2* PI]) view(45,50)