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Scratch-笛卡尔心形曲线
发布日期:2018-11-08 阅读次数:

  【问题描述】

  笛卡儿心形曲线是一个圆上的固定一点绕着与它相切半径相同的另外一个圆作圆周滚动时所产生的轨迹,因其形状像心形而得名。在心形线的背后,还有一个浪漫的故事。

  据说法国数学家笛卡儿与瑞典一个小国的公主克里斯蒂娜在街头邂逅并相爱,但是却遭到瑞典国王的反对并被驱逐回法国,而公主也被软禁宫中。笛卡儿希望通过书信与公主取得联系,但是寄出的信都遭到了国王的拦截。只有一封无人能懂的信通过了检查,传到了公主的手中。这封信中除了一个方程: r=α(1-sinθ),其他什么都没有。公主看到这封信,在纸上绘制出了这个方程的图形,明白了这是笛卡儿的“一颗心”。

  这个流传很广的浪漫故事实际上是后人杜撰的,可能是笛卡儿在数学方面取得的非凡成就,人们才把这个浪漫的故事安排到他的身上。

  笛卡儿心形线是一个极坐标方程式 r=α(1-sinθ),需要把它转换为参数方程, 然后才能在Scratch中是用画笔把它画出来。这个心形线的极坐标方程用参数方程表示为:

 

  在上面的参数方程中,α是一个常量,用来控制图形的大小;t参数为角度,取值为0~360°。

  【编程思路】

  根据笛卡儿心形线的参数方程,编程画出他的曲线图形。

  该程序的编程思路:在一个“重复执行直到……”型循环指令内,使变量t由0开始不断增加,并通过心形曲线参数方程求得x和y的值,然后使用画笔在舞台上画出各个点,最终得到一个心形曲线图形。

  【程序】

  单击绿旗运行程序,在舞台上将画出一个红色的心形曲线:

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