【圣诞树DIY】-将计算思维带入数学课堂

数学篇

这一次让我用 Wolfram 语言+参数方程来绘制一颗圣诞树, 为各位老师和朋友带来不一样的圣诞气氛, 也送上美好的期许和诚挚的祝福!

第 1 步

首先, 想到的是哪一种曲线能够类似圣诞树外形呢? - 参数方程描述锥形曲线(Conical Sprial ). Wolfram 语言中可以查询到空间曲线的相关数据, 这里可以查到锥形曲线的参数方程了:

第 2 步

将方程里的 a 和 r 指定为常数, 这样就能绘制图形出来, 不过发现是倒置的一颗"树":

这个好办, 等一下我们将参数曲线各个分量函数取反就可以搞定了.

第 3 步

参数方程确定了以后, 我们就按此方程, 着手找出点集出来, 而不是用曲线来绘制:

第 4 步

我们还可以给树上增加一些装饰, 我们找出一些随机的位置(30个)出来, 这里我希望树的底部可以多一些装饰物, 所以随机选取的权重由低到高(从顶部到底部)来设定, 并且每个装饰物稍微往下偏移一点点, 来显示悬挂的效果.

第 5 步

如果愿意还可以制作成旋转的动画出来:

上面就是利用 Mathematica (Wolfram语言) 创造出来动手中制作的计算思维 - 数学课堂例子. 如果老师您有更好的创意需要展示, 不妨与我联系, 咱们一起去把它实现出来,

好了, 现在让我们在下一篇的计算思维课堂再见. 这里感谢各位每一位看到这里的老师和朋友!

Merry Chirstmas!