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3D-Plotter
Abbildungsmatrizen
Diese Seite bietet die interaktive Darstellung der grundlegenden geometrischen Objekte im Raum, die im Rahmen des Themenfeldes lineare Algebra und analytische Geometrie behandelt werden: Vektoren, Punkte, Strecken, Polygone, Geraden und Ebenen, ja sogar lineare Abbildungen. Zusätzlich parametrisierte Kurven und Flächen im Raum. Alle Objekte können frei durch beliebige Parameter (per Schieberegler) beeinflußt werden. Definieren Sie dazu die Objekte im Eingabefeld links oben neben der Graphik. Die Eingabesyntax ist unten erklärt. Die Graphik ist selbstverständlich per Maus drehbar, und wie immer stehen diverse Darstellungsoptionen zur Verfügung. Unter den Erläuterungen findet sich die Möglichkeit, alle Abstände und Winkel zwischen den linearen Objekten berechnen zu lassen. Schnittobjekte können automatisch berechnet werden, ihre Gleichungen bzw. Koordinaten werden nach Markieren per Mausklick unter der Graphik angezeigt.
Beispiele
// Parameterform der Gerade Punkt A (1,2,3) f=red Vektor OA O->A f=brown Vektor r [1,-1,-1] s=2 f=indigo zeichne OA an O Gerade g x=OA+lambda*r f=green s=0,5 param λ [-5;5;1] zeichne λ*r an A // Parameterform der Ebene // ax bis az sind die Koordinaten von A // ux bis uz die Komponenten von u // vx bis vz die Komponenten von v // -> Ebene x=OA+λu+µv // P(x|y|z) ist Ebenenpunkt (z wird berechnet) param ax [-5,5,0] param ay [-5,5,1] param az [-5,5,1] param ux [-5,5,1] param uy [-5,5,0] param uz [-5,5,0] param vx [-5,5,0] param vy [-5,5,1] param vz [-5,5,0] param x [-5,5,2] param y [-5,5,2] Punkt A (ax,ay,az) Vektor u [#ux,#uy,#uz] f=red s=1 Vektor v [#vx,#vy,#vz] f=blue s=1 Vektor OA O->A Ebene E x=O->A+lambda*u+mu*v f=chartreuse s=0.5 nn=20 Term d #ux*#vy-#uy*#vx Term lambda (#vy*#x-#vx*#y-#ax*#vy+#ay*#vx)/#d Term my (#ax*#uy-#ay*#ux+#ux*#y-#uy*#x)/#d Punkt P (#x,#y,#az+#lambda*#uz+#my*#vz) Punkt B (#ax+#lambda*#ux,#ay+#lambda*#uy,#az+#lambda*#uz) unsichtbar Vektor su A->B s=0.5 anonym Vektor sv B->P s=0.5 anonym zeichne OA an O zeichne su an A zeichne sv an B zeichne u an A zeichne v an A // Abstand windschiefer Geraden. // Nach und nach unten die // löschen! Punkt A (-3|-1|0) unsichtbar Punkt B (4|4|4) unsichtbar Gerade g durch A und B f=blue s=3 Punkt C (1|-3|-1) unsichtbar Punkt D (0|5|-1) unsichtbar Gerade h durch C und D f=crimson s=3 Vektor rg A->B f=blue s=4 Vektor rh C->D f=red s=4 //zeichne 0.2*rg an A //zeichne 0.3*rh an C //zeichne 0.2*rg an C //zeichne 0.3*rh an A //Ebene H1 x=O->A+lambda*rg+mu*rh "Hilfsebene 1" s=0,3 nn=100 f=CadetBlue //Ebene H2 x=O->C+lambda*rg+mu*rh "Hilfsebene 2" s=0,3 nn=100 f=coral //Lot s von g auf h f=green "orthogonale Verbindung der Geraden als Abstand paralleler Hilfsebenen" // Parallelprojektion auf xy-Ebene Punkt A (2,2,2) unsichtbar Punkt B (4,2,2) unsichtbar Punkt C (4,4,2) unsichtbar Punkt D (2,4,2) unsichtbar Punkt E (2,2,4) unsichtbar Punkt F (4,2,4) unsichtbar Punkt G (4,4,4) unsichtbar Punkt H (2,4,4) unsichtbar Polygon w1 {A,B,C,D} Polygon w2 {A,B,F,E} Polygon w3 {B,C,G,F} Polygon w4 {C,D,H,G} Polygon w5 {D,A,E,H} Polygon w6 {E,F,G,H} Ebene xy-Ebene z=0 f=MediumAquaMarine Matrix P [[1|0|-2/3],[0|1|-1/3],[0|0|0]] Bild b1 P*w1 f=blue Bild b2 P*w2 f=blue Bild b3 P*w3 f=blue Bild b4 P*w4 f=blue Bild b5 P*w5 f=blue Bild b6 P*w6 f=blue Bild EE P*E unsichtbar Bild FF P*F unsichtbar Bild GG P*G unsichtbar Bild HH P*H unsichtbar Bild AA P*A unsichtbar Bild BB P*B unsichtbar Bild CC P*C unsichtbar Bild DD P*D unsichtbar //Strecke ga A->AA s=0.2 anonym //Strecke gb B->BB s=0.2 anonym //Strecke gc C->CC s=0.2 anonym //Strecke gd D->DD s=0.2 anonym //Strecke ge E->EE s=0.2 anonym //Strecke gf F->FF s=0.2 anonym //Strecke gg G->GG s=0.2 anonym //Strecke gh H->HH s=0.2 anonym // Tetraeder im Würfel Punkt A (-3,-3,-3) Punkt B (3,-3,-3) Punkt C (3,3,-3) Punkt D (-3,3,-3) Punkt E (-3,-3,3) Punkt F (3,-3,3) Punkt G (3,3,3) Punkt H (-3,3,3) Polygon t1 {A,C,F} s=4 ff=chocolate Polygon t2 {A,H,F} s=4 ff=chocolate Polygon t3 {H,F,C} s=4 ff=chocolate Polygon t4 {A,C,H} s=4 ff=chocolate Polygon q1 {A,B,C,D} f=grey Polygon q2 {E,F,G,H} f=grey Polygon q3 {A,B,F,E} f=grey Polygon q4 {B,C,G,F} f=grey Polygon q5 {C,D,H,G} f=grey Polygon q6 {D,A,E,H} f=grey // Kreise und Gaußsche Glockenkurve param ? [-2*PI,2*PI,0] param ? [0,5,1] Kurve k [#t;0;4*exp(-#t*#t/(#?*#?))] {t,-5,5} n=5000 unsichtbar Matrix M [[cos(#?)|-sin(#?)|0][sin(#?)|cos(#?)|0][0|0|1]] Fläche Kreise [#u*cos(#t);#u*sin(#t);4*exp(-#u*#u/(#?*#?))] [u,0,5,40] [t,0,2*PI,4] Bild b M*k // Erdkugel und Horizontebene param alpha [0,360,9,1] param beta [-90,90,50,1] param r [0,5;4;1] Fläche K [#r*cos(#u)*cos(#v);#r*cos(#u)*sin(#v);#r*sin(#u)] [u;-PI/2;PI/2;18] [v;0;2*PI;36] f=blue s=1/2 Term ra #alpha*PI/180 Term rb #beta*PI/180 Term a #r*cos(#ra)*cos(#rb) Term b #r*sin(#ra)*cos(#rb) Term c #r*sin(#rb) Punkt A (#a,#b,#c) anonym Ebene Horizont #a*x+#b*y+#c*z=#r*#r s=0,3 f=#99aa66 Vektor Zenit O->A Term q 1/#r zeichne #q*Zenit in A // Tangente am Hyperboloid Fläche h [sqrt(#u*#u+1)*cos(#t),sqrt(#u*#u+1)*sin(#t),#u] [t,0,2*PI] [u,-5,5] Punkt A (0,-sqrt(26),-5) param w [-PI/2;PI/2;PI/2-2*atan(1/5)] Punkt B (sqrt(26)*5/13;sqrt(26)*12/13;5) Gerade g durch A und B s=2 f=navy param phi [-2*PI;2*PI;0] Matrix R [[cos(#phi),-sin(#phi),0],[sin(#phi),cos(#phi),0],[0,0,1]] Bild A` R*A Bild B` R*B Gerade g` durch A` und B` s=1.3 f=magenta
© Arndt Brünner, 30. 12. 2018
Version: 27. 1. 2019