【微分几何】怎么绘制球面螺旋线?

时间:2026-02-12 23:42:14

1、为了把球面螺旋线的出发点移动到赤道上,需要对曲纹坐标u进行调整:

ParametricPlot3D[{Sin[u] Sin[v], Sin[u] Cos[v], Cos[u]} /. {

  u -> t/36 Cos[t] + Pi/2, v -> t/36 Sin[t]}, {t, 0, 10 Pi}, 

  PlotPoints -> 1000, PlotStyle -> {Blue, Thickness[0.003]}]

注意,u代表的是纬度,从极点移到赤道,需要把纬度加上90°;

绘图区域t介于0到10π之间。

【微分几何】怎么绘制球面螺旋线?

2、这个螺旋线是漂亮的,且没有扭曲。

如果扩大作图区域,当螺旋线扩张到极点附近时,仍发生扭曲:

ParametricPlot3D[{Sin[u] Sin[v], Sin[u] Cos[v], 

   Cos[u]} /. {u -> t/36 Cos[t] + Pi/2, v -> t/36 Sin[t]}, {t, 0, 

  20 Pi}, PlotPoints -> 1000, PlotStyle -> {Blue, Thickness[0.003]}]

【微分几何】怎么绘制球面螺旋线?

3、进一步看看这种扭曲现象:

ParametricPlot3D[{Sin[u] Sin[v], Sin[u] Cos[v], 

   Cos[u]} /. {u -> t/36 Cos[t] + Pi/2, v -> t/36 Sin[t]}, {t, 0, 

  50 Pi}, PlotPoints -> 1000, PlotStyle -> {Blue, Thickness[0.003]}]

【微分几何】怎么绘制球面螺旋线?

4、增加螺旋线的密度:

ParametricPlot3D[{Sin[u] Sin[v], Sin[u] Cos[v], 

   Cos[u]} /. {u -> t/150 Cos[t] + Pi/2, v -> t/150 Sin[t]}, {t, 0, 

  50 Pi}, PlotPoints -> 1000, PlotStyle -> {Blue, Thickness[0.002]}]

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5、增加一点极点附近的扭曲现象:

ParametricPlot3D[{Sin[u] Sin[v], Sin[u] Cos[v], 

   Cos[u]} /. {u -> t/150 Cos[t] + Pi/2, v -> t/150 Sin[t]}, {t, 0, 

  105 Pi}, PlotPoints -> 1000, PlotStyle -> {Blue, Thickness[0.002]}]

【微分几何】怎么绘制球面螺旋线?

6、用动态图全方位展示一下上面的螺旋线。

【微分几何】怎么绘制球面螺旋线?

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