已知一条曲线的两端点坐标,如何计算曲线方程
时间: 2023-03-16 12:44:39 浏览: 805
根据给定的两点坐标,可以用一元二次方程求出曲线方程,具体的计算过程如下:首先,设给定的两点坐标为(x1,y1)和(x2,y2),那么曲线方程可以表示为:y = ax^2 + bx + c,其中a、b、c为未知系数,要求a、b、c的值,可以将上式代入两个给定点的坐标值,即:y1 = ax1^2 + bx1 + c;y2 = ax2^2 + bx2 + c,将这两式相减,可以得到:y1-y2 = a(x1^2-x2^2) + b(x1-x2),由此可以求出a、b的值,同时可以将y1或y2代入曲线方程,从而求出c的值,至此,曲线方程的系数全部求出,即可得到曲线方程。
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计算两条曲线之间的面积可以采用定积分的方式进行计算。设两条曲线的方程为 $y_1=f(x)$ 和 $y_2=g(x)$,且在区间 $[a,b]$ 内相交,则两条曲线之间的面积可以表示为:
$$S=\int_a^b |f(x)-g(x)| dx$$
其中符号 $| \cdot |$ 表示绝对值。具体的计算步骤为:先求出两条曲线的交点,然后在交点之间计算 $|f(x)-g(x)|$ 的积分即可。如果两条曲线没有交点,则需要分别计算它们在区间 $[a,b]$ 内的面积,然后取绝对值相加即可。
已知曲线两端点坐标和两点切向量坐标,求hermit插值多项式
假设曲线起点为 $P_0=(x_0, y_0)$,终点为 $P_1=(x_1, y_1)$,起点处的切向量为 $\vec{T_0}=(x_0', y_0')$,终点处的切向量为 $\vec{T_1}=(x_1', y_1')$。我们要求的是一条三次Hermite插值曲线的方程。
设这条曲线的方程为 $y=f(x)$,则Hermite插值多项式可以表示为:
$$
\begin{aligned}
H_0(x)&=2x^3-3x^2+1\\
H_1(x)&=x^3-2x^2+x\\
H_2(x)&=-2x^3+3x^2\\
H_3(x)&=x^3-x^2
\end{aligned}
$$
则Hermite插值曲线方程为:
$$
f(x)=H_0(x)y_0 + H_1(x)k_0 + H_2(x)y_1 + H_3(x)k_1
$$
其中 $k_0$ 和 $k_1$ 分别为曲线起点和终点处的切向量斜率,可以表示为:
$$
\begin{aligned}
k_0&=\frac{y_1-y_0-(x_1-x_0)y_0'}{x_1-x_0}\\
k_1&=\frac{y_1-y_0-(x_1-x_0)y_1'}{x_1-x_0}
\end{aligned}
$$
将 $H_0(x), H_1(x), H_2(x), H_3(x), y_0, y_1, k_0, k_1$ 代入公式,即可得到三次Hermite插值曲线的方程。
需要注意的是,如果曲线起点和终点处的切向量斜率相等,即 $k_0=k_1$,则三次Hermite插值曲线就变成了二次插值曲线,此时的插值多项式为:
$$
f(x)=(1-t)y_0+ty_1+t(1-t)k_0(x_1-x_0)
$$
其中 $t=\frac{x-x_0}{x_1-x_0}$。
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