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Python绘制--绘制心形曲线

article 2024/10/9 12:00:00

今天，我们将通过Python代码来绘制一个心形曲线，这是一个经典的数学表达。

一、心形曲线的数学原理

心形曲线，也被称为心脏曲线，是一个代数曲线，可以通过参数方程定义。其数学表达式如下：

x=16sin⁡3(t)x=16sin3(t) y=13cos⁡(t)−5cos⁡(2t)−2cos⁡(3t)−cos⁡(4t)y=13cos(t)−5cos(2t)−2cos(3t)−cos(4t)

这里，t是一个从0到2π的参数，代表角度。

二、Python实现

要使用Python绘制心形曲线，我们需要借助numpy库来生成参数t的值，以及matplotlib库来绘制图形。以下是完整的代码实现：

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

def draw_heart():
    t = np.linspace(0, 2 * np.pi, 100)
    x = 16 * np.sin(t) ** 3
    y = 13 * np.cos(t) - 5 * np.cos(2 * t) - 2 * np.cos(3 * t) - np.cos(4 * t)
    plt.figure(figsize=(6, 5))
    plt.plot(x, y, color='red', linewidth=2)
    plt.fill(x, y, color='pink')
    plt.axis('off')
    plt.show()

draw_heart()

三、运行结果

四、代码解析

导入库：首先，我们导入了numpy和matplotlib.pyplot这两个库。numpy用于数学运算，matplotlib.pyplot用于绘图。
定义函数：draw_heart函数负责生成心形曲线。
生成参数：使用np.linspace生成从0到2π的100个点，这些点作为参数t。
计算坐标：根据心形曲线的参数方程计算对应的x和y坐标。
绘图：使用plt.plot绘制心形的轮廓，使用plt.fill填充心形内部。
显示图形：调用plt.show()显示图形。