情(píng)人(ān)節(yè) ? 有人推妹子,有人推公式……
推薦一個外文的輯錄網站:Heart Curve(內含鏈接頗多!)
以下介紹的式子註明的作者都是考據過的~
如果你發現了一個在下面找不到本質相同的心形圖像,歡迎評論添加!
1. 以心臟線為代表的簡單旋轉線
心(pì)臟(gǔ)線是一條典型的外擺線,」心臟「(cardioid)這個詞由 1741 年 Giovanni Salvemini 使用並推廣(而早在 1650 年笛卡爾就掛了……)。
始終覺得這個曲線不像心形,後來覺得它連屁股都不像= =維基上說是個去柄的蘋果,嗯,這個倒挺像的。
心形線在生活當中也挺常見,例如戒指、杯子內部的反光:
這個包絡線是心臟線的證明參見維基百科:Caustic (mathematics)另外,Mandelbrot 集的一個主要部分也是心臟線:
另一個常見的心形旋轉線是
所謂「四葉草線」也很常見:
當 n=7 時:
基於旋轉線,多項式與正弦函數乘機的參數方程形式也很流行,例如:
也有更崎嶇的扭法:
也可以用我們之前得到的三角波:
2. 基於圓的變形
基本形式是在以原點為圓心的圓的 y 軸方向上加一個偶函數的偏移。
冪函數類由 El - Milick,在 1993 年巴黎的《Elements d Algebre Ornementale》上提出:
這也就是之前介紹函數波紋的文章當中所用到的心形「函數」。
Thomas Jahre 提出可以冪函數換成分式函數:
當然也可以使用更加崎嶇的東西……例如……
圓也可以換成其他是「圈兒」的東西。
3. 基於圓和其他曲線的拼接
這一類非常簡單。構建參見之前介紹數學圖像拼圖的文章。
比較有趣的是折線所構成的部分,他們可以用一連串的絕對值函數組合求出邊緣:
供圖的同學我實在找不到你了……
4. 基於對稱
橢圓的對稱本質上和前面的第二類是一樣的:
但是咱們還可以把拋物線、對數曲線、螺線對稱來得到心形。例如等速螺線的對稱:
多項式螺線的對稱:
(挺像是葉片上有一個心形……感覺萌萌噠……)
也可以基於等速螺線,直接用多項式作為變形:
分式螺線的對稱:
我們還可以用這些來得到「圈兒」,再用第二類當中的扭曲來得到心形。
(拋物線對稱得到「圈」,再進行扭曲)
我見過最奇葩的長這樣:
(本分類歡迎簡潔的、新的造圈和扭曲的方法)
5. 基於 Rapha?l Laporte 的心形曲線參數方程
Rapha?l Laporte 在 1993 年給出的心形曲線參數方程:
這個式子也經常被拆成傅里葉級數的形式,實際上之前介紹本均輪的文章中使用就是這個參數方程。
6. 基於 Eugen Beutel 的心形曲線方程
Eugen Beutel : Algebraische Kurven, G.J. G?schen, Leipzig 1909-11
這個式子非常經典:
不過,已經有人把它玩壞了……
7. 基於 Taubin 的心形曲面方程
Taubin 在1993年給出了一個三維的心型曲面方程:
8. 暫未分類的平面心形曲線(歡迎指正分析)
- 參數方程類Torsten Sillke:Eric W.Weisstein:Pierre Daniel (2013) :
- 極坐標類 Dwight Boddorf (2008):
- 直角坐標系類(暫時沒有新發現~)
PS.
你想要力量嗎?
另附分手函數:
(標題充分說明了拖延症加上亂序工作帶來的後果……所以……大家想表白的趕緊去表白吧!)
推薦閱讀:
※常微分方程的解法的推導過程?
※用數學的語言看世界
※10560 怎樣在球面上「均勻」排列許多點?(上)
※數學是世界上最高級的遊戲
※【π 要那麼多位有什麼用?】- 有點意思的數學 10