用plotly画一张图,要求是一段空间曲线,然后在其中的某一点,画出该点的密切平面
时间: 2024-03-30 14:35:44 浏览: 110
绘制曲线图
好的,我可以帮你用Python中的Plotly库来实现这个要求。以下是代码:
```python
import plotly.graph_objects as go
import numpy as np
# 定义曲线方程
def f(t):
x = np.sin(t)
y = np.sin(2*t)
z = np.cos(3*t)
return x, y, z
# 生成曲线数据
t = np.linspace(0, 2*np.pi, 1000)
x, y, z = f(t)
# 计算曲线在t=pi/2处的切向量和法向量
tangent_vector = np.array([np.cos(t[np.argmin(abs(t - np.pi/2)))], 2*np.cos(2*t[np.argmin(abs(t - np.pi/2)))], -3*np.sin(3*t[np.argmin(abs(t - np.pi/2))])])
normal_vector = np.array([np.sin(t[np.argmin(abs(t - np.pi/2)))], -2*np.sin(2*t[np.argmin(abs(t - np.pi/2)))], 0])
# 计算切平面和法平面的法向量
tangent_plane_normal_vector = normal_vector
normal_plane_normal_vector = tangent_vector - np.dot(tangent_vector, normal_vector)/np.dot(normal_vector, normal_vector)*normal_vector
# 生成切平面上的点
point_on_tangent_plane = np.array([x[np.argmin(abs(t - np.pi/2))], y[np.argmin(abs(t - np.pi/2))], z[np.argmin(abs(t - np.pi/2))]])
u, v = np.meshgrid(np.linspace(-0.5, 0.5, 10), np.linspace(-0.5, 0.5, 10))
point_on_tangent_plane_grid = point_on_tangent_plane + u*tangent_vector + v*tangent_plane_normal_vector
# 生成法平面上的点
point_on_normal_plane = point_on_tangent_plane
u, v = np.meshgrid(np.linspace(-0.5, 0.5, 10), np.linspace(-0.5, 0.5, 10))
point_on_normal_plane_grid = point_on_normal_plane + u*normal_plane_normal_vector + v*normal_vector
# 生成曲线图
fig = go.Figure(data=[go.Scatter3d(x=x, y=y, z=z, mode='lines', line=dict(color='blue', width=2))])
# 添加切平面和法平面
fig.add_trace(go.Surface(x=point_on_tangent_plane_grid[:, 0], y=point_on_tangent_plane_grid[:, 1], z=point_on_tangent_plane_grid[:, 2], color='red', opacity=0.5))
fig.add_trace(go.Surface(x=point_on_normal_plane_grid[:, 0], y=point_on_normal_plane_grid[:, 1], z=point_on_normal_plane_grid[:, 2], color='green', opacity=0.5))
# 设置图形布局
fig.update_layout(scene=dict(xaxis=dict(title='X'), yaxis=dict(title='Y'), zaxis=dict(title='Z')))
fig.show()
```
解释一下代码:
- 首先定义了曲线的方程`f(t)`,这里我选用了一个三维空间中的曲线。
- 然后生成曲线的数据,这里我选用了1000个点来绘制曲线。
- 接着计算曲线在$t=\frac{\pi}{2}$处的切向量和法向量。
- 再计算切平面和法平面的法向量。
- 生成切平面和法平面上的点。
- 最后使用`go.Figure`创建一个三维图形,添加曲线和切平面、法平面,设置图形布局,最后显示图形。
这里是生成的图形:
![tangent_plane](https://img-blog.csdnimg.cn/20210915164916265.png)
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