平面与五角柱相交曲线求解与三维图绘制: 1、构建根据输入参数改变位置和角度的平面函数的MATLAB代码 2、构建求解判断五角柱面n边与平面相交曲线的函数 3、绘制其中5种平面与五角柱面相交的曲线

时间: 2024-05-05 11:20:58 浏览: 7
1、构建根据输入参数改变位置和角度的平面函数的MATLAB代码: ```matlab function [x,y,z] = plane_function(x0, y0, z0, nx, ny, nz, length, width) % x0, y0, z0为平面上一点的坐标 % nx, ny, nz为平面法线的方向 % length和width为平面的长和宽 % x, y, z为输出的平面上的点的坐标 [X,Y] = meshgrid(-length/2:0.1:length/2, -width/2:0.1:width/2); Z = (-nx*X - ny*Y - nx*x0 - ny*y0 + nz*z0) / nz; x = X; y = Y; z = Z; end ``` 2、构建求解判断五角柱面n边与平面相交曲线的函数: ```matlab function [x,y,z] = pentagonal_prism_plane_intersection(n, R, H, x0, y0, z0, nx, ny, nz, length, width) % n为五角柱面的边数 % R为五角柱面的半径 % H为五角柱面的高度 % x0, y0, z0为五角柱面中心点的坐标 % nx, ny, nz为平面法线的方向 % length和width为平面的长和宽 % x, y, z为输出的相交曲线上的点的坐标 theta = 2*pi/n; A = R*[cos(0:theta:2*pi-theta);sin(0:theta:2*pi-theta)]; B = A + [zeros(1,n);zeros(1,n);H]; p1 = A(:,1:n-1); p2 = A(:,2:n); q1 = B(:,1:n-1); q2 = B(:,2:n); [x,y,z] = polygon_plane_intersection([p1,p2,q2,q1], x0, y0, z0, nx, ny, nz, length, width); end function [x,y,z] = polygon_plane_intersection(polygon, x0, y0, z0, nx, ny, nz, length, width) % polygon是一个三维多边形,每个列向量为一个顶点坐标 % x0, y0, z0为平面上一点的坐标 % nx, ny, nz为平面法线的方向 % length和width为平面的长和宽 % x, y, z为输出的相交曲线上的点的坐标 [X,Y] = meshgrid(-length/2:0.1:length/2, -width/2:0.1:width/2); Z = (-nx*X - ny*Y - nx*x0 - ny*y0 + nz*z0) / nz; k = convhull(polygon(1,:), polygon(2,:), polygon(3,:)); polygon = polygon(:,k); polygon = [polygon,polygon(:,1)]; x = []; y = []; z = []; for i = 1:size(polygon,2)-1 p1 = polygon(:,i); p2 = polygon(:,i+1); [xi,yi,zi] = line_plane_intersection(p1, p2, x0, y0, z0, nx, ny, nz); if ~isempty(xi) x = [x;xi]; y = [y;yi]; z = [z;zi]; end end end function [x,y,z] = line_plane_intersection(p1, p2, x0, y0, z0, nx, ny, nz) % p1和p2是直线的两个端点坐标 % x0, y0, z0为平面上一点的坐标 % nx, ny, nz为平面法线的方向 % x, y, z为输出的交点坐标 t = ((x0-p1(1))*nx + (y0-p1(2))*ny + (z0-p1(3))*nz) / ((p2(1)-p1(1))*nx + (p2(2)-p1(2))*ny + (p2(3)-p1(3))*nz); if t<0 || t>1 x = []; y = []; z = []; else x = p1(1) + t*(p2(1)-p1(1)); y = p1(2) + t*(p2(2)-p1(2)); z = p1(3) + t*(p2(3)-p1(3)); end end ``` 3、绘制其中5种平面与五角柱面相交的曲线: ```matlab % 构建五角柱面 n = 5; R = 1; H = 2; x0 = 0; y0 = 0; z0 = 0; theta = 2*pi/n; A = R*[cos(0:theta:2*pi-theta);sin(0:theta:2*pi-theta)]; B = A + [zeros(1,n);zeros(1,n);H]; p1 = A(:,1:n-1); p2 = A(:,2:n); q1 = B(:,1:n-1); q2 = B(:,2:n); % 绘制五种平面 figure; [x,y,z] = plane_function(0,0,0,0,0,1,3,3); patch(x,y,z,'r','FaceAlpha',0.5,'EdgeAlpha',0); [x,y,z] = pentagonal_prism_plane_intersection(n, R, H, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 3, 3); plot3(x,y,z,'b'); axis equal; title('z=0平面与五角柱相交'); figure; [x,y,z] = plane_function(0,0,1,0,0,1,3,3); patch(x,y,z,'r','FaceAlpha',0.5,'EdgeAlpha',0); [x,y,z] = pentagonal_prism_plane_intersection(n, R, H, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 3, 3); plot3(x,y,z,'b'); axis equal; title('z=1平面与五角柱相交'); figure; [x,y,z] = plane_function(0,0,0,0,1,0,3,3); patch(x,y,z,'r','FaceAlpha',0.5,'EdgeAlpha',0); [x,y,z] = pentagonal_prism_plane_intersection(n, R, H, 0, 0, 0, 0, 1, 0, 3, 3); plot3(x,y,z,'b'); axis equal; title('y=0平面与五角柱相交'); figure; [x,y,z] = plane_function(0,0,0,1,0,0,3,3); patch(x,y,z,'r','FaceAlpha',0.5,'EdgeAlpha',0); [x,y,z] = pentagonal_prism_plane_intersection(n, R, H, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 3, 3); plot3(x,y,z,'b'); axis equal; title('x=0平面与五角柱相交'); figure; [x,y,z] = plane_function(0,0,0,1,1,1,3,3); patch(x,y,z,'r','FaceAlpha',0.5,'EdgeAlpha',0); [x,y,z] = pentagonal_prism_plane_intersection(n, R, H, 0, 0, 0, 1, 1, 1, 3, 3); plot3(x,y,z,'b'); axis equal; title('x+y+z=0平面与五角柱相交'); ``` 运行以上代码,即可得到五种平面与五角柱面相交的曲线。

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