- Desmos
- 适用场景
- 解直线方程例子
Shadertoy是一个专门通过shader片段利用gpu像素着色的工具。每一帧都会执行显示区域每个像素点的着色。默认片段坐标是左下角(0,0)到右上角(像素分辨率大小)。有网页版,也有vscode插件版。插件版更方便.如果要验证一些图像化的计算。新建一个.glsl文件,直接就可以一边写,一边实时预览。相当你在编写程序一样,自由度很高。但是我们想要验证一些公式是否可行。这个不能简单直观的帮助你了。
Desmos
Desmos 是一个功能强大的在线图形计算器网站。它提供了一个交互式平台,可以进行各种数学计算和绘图,包括函数绘图、统计分析、曲线拟合、微积分、几何等。以下是 Desmos 网站的一些主要功能:
Desmos 的主要功能
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图形绘制:用户可以绘制各种类型的数学函数图形,包括线性、二次、多项式、三角函数、指数函数和对数函数等,还支持隐函数和极坐标绘图。
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动态交互:Desmos 支持动态的数学可视化,可以通过拖动滑块、修改参数来实时观察函数图形的变化,非常适合教学和学习。
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多种语言支持:该网站提供多种语言支持,包括中文界面,非常方便非英语母语用户使用。
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自定义图形与表达式:用户可以添加自定义表达式、注释和文本到图表中,以便更好地分析和理解图形。
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分享与协作:用户可以轻松保存图表并生成分享链接,与他人共享自己的计算结果和图形。
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数学工具:Desmos 提供了多种数学工具,如计算导数和积分,绘制极坐标图,创建和编辑几何图形等。
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教育资源:Desmos 还提供了丰富的教育资源和活动,教师可以用来制作互动式数学课件,帮助学生理解数学概念。
适用场景
- 教学与学习:学生和教师可以用 Desmos 进行课堂演示、作业和测试的图形绘制。
- 数学研究:研究人员可以使用 Desmos 来快速可视化数学函数和数据分析。
- 个人使用:任何人都可以用它来进行日常的数学计算和图形绘制。
在 Desmos 图形计算器中,你可以使用多种公式和表达式来绘制各种函数、曲线和几何图形。以下是一些常用的公式和表达式类型,以及它们的示例。
1. 基本函数和表达式
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线性函数:
y = mx + b
示例:y = 2x + 1
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二次函数(抛物线):
y = ax^2 + bx + c
示例:y = x^2 - 3x + 2
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指数函数:
y = a * b^x
示例:y = 2 * 1.5^x
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对数函数:
y = log_b(x)
示例:y = log_2(x)
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三角函数:
y = sin(x)
y = cos(x)
y = tan(x)
2. 参数方程
Desmos 支持参数方程,用于绘制由参数控制的曲线。
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圆的参数方程:
x = r * cos(t) + h
y = r * sin(t) + k
示例:x = 3 * cos(t) y = 3 * sin(t) t = [0, 2π]
这将绘制一个半径为 3,中心在原点的圆。
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椭圆的参数方程:
x = a * cos(t) + h
y = b * sin(t) + k
示例:x = 4 * cos(t) y = 2 * sin(t) t = [0, 2π]
3. 极坐标方程
Desmos 支持极坐标形式的方程:
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极坐标圆:
r = constant
示例:r = 3
(绘制半径为 3 的圆) -
玫瑰线:
r = a * sin(nθ)
或r = a * cos(nθ)
示例:r = 3 * cos(4θ)
(4 叶玫瑰曲线)
4. 不等式
Desmos 允许绘制不等式,显示区域或阴影区域。
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线性不等式:
示例:y > 2x + 1
,x^2 + y^2 ≤ 9
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区域不等式:
可以用and
关键字组合多个不等式
示例:x^2 + y^2 ≤ 16 and x + y > 2
5. 常用几何表达式
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圆的标准方程:
(x - h)^2 + (y - k)^2 = r^2
示例:(x - 1)^2 + (y + 2)^2 = 9
(中心在 (1, -2),半径为 3 的圆) -
椭圆的标准方程:
((x - h)^2 / a^2) + ((y - k)^2 / b^2) = 1
示例:((x - 2)^2 / 9) + ((y + 1)^2 / 4) = 1
6. 其他常用表达式
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绝对值函数:
y = |x|
示例:y = |x - 2| + 1
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分段函数:
使用{}
来定义分段条件
示例:y = {x < 0: -1, x ≥ 0: 1}
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圆锥曲线:
- 抛物线:
y^2 = 4ax
- 双曲线:
(x^2/a^2) - (y^2/b^2) = 1
- 抛物线:
7. 统计函数
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平均值:
mean(list)
示例:mean(1, 2, 3, 4, 5)
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标准差:
stdev(list)
示例:stdev(2, 4, 4, 4, 5, 5, 7, 9)
-
中位数:
median(list)
示例:median(1, 3, 3, 6, 7, 8, 9)
8. 动画表达式
Desmos 支持动画变量 t
,用于动态展示函数图像。
- 示例:
y = sin(x + t)
(随着t
的变化,展示一个平移的正弦波)
9. 自定义函数
Desmos 允许用户定义自定义函数:
- 示例:
f(x) = x^2 + 2x + 1 g(x, y) = sqrt(x^2 + y^2)
10. 导数与积分
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导数:
dy/dx
示例:f'(x)
表示函数f(x)
的导数 -
积分:
∫ f(x) dx
示例:∫ (2x + 3) dx from 1 to 4
表示从 1 到 4 的积分
结论
这些是 Desmos 中常用的公式和表达式,使用这些可以轻松地在 Desmos 中绘制多种数学图形和进行计算。
总之,Desmos 是一个非常便捷且强大的数学工具平台,可以广泛应用于数学教育、研究和个人学习。
举个例子需要解方程,拿一个简单的直线方程
我通常斜截式:y=kx+b 求条直线的交点.这是一个简单的方程。只是用来举列子。如何一步一步图像化去验证结果。
首先定义直线的方程组:
L1:y=kx+l
L2:y=k2x+l2
当直线L1和L2有交点,那么L1y=L2的y肯定是同一个
所以
kx-y+l=k2x-y+l2
kx+l=k2x+l2 消掉y,同时移项
x(k-k2)=l2-l
x=(l2-l)/(k-2)
y=kx+b
定义好了,desmos上面就会出现两条直线。demos绘制线条,就是使公式成立,它就会在当前位置着色。当坐标y=kx+l时,就是会在这个位置着色.
每写一项表达式,都能非常直观的图像化的展示。大家写一个公式,记得新建一个文件夹,把子表达式在文件夹下创建,这样不需要显示文件夹,可以统一隐藏整个文件夹,而且可以收缩起来,方便阅读