Тема_10 Surfer
.pdfТема_10_ч_7 Surfer 8.doc |
50 |
Рис. 56. Демонстрація дій із наведення ліній та встановлення бази
Тема_10_ч_8 Surfer 8.doc |
51 |
2.6.Режими Вектор та Image
УSurfer, окрім режимів Контур (відображення у ізолініях), Поверхность (у вигляді поверхні), Метки (Post – точки, у яких було задано поле для апроксимації) передбачені режими:
- ВЕКТОРНАЯ КАРТА – у вигляді векторів, що показують напрямок максимального зростання функції;
IMAGE – у вигляді проекції на площину xOy, відображеної інтенсивністю кольору.
Приклади показані на рис. 57 - 58.
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
0 |
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
60 |
Рис. 57. Приклад відображення поля в режимі Image: КАРТА – IMAGEкарта – ім’я grd-файлу
|
|
Тема_10_ч_8 Surfer 8.doc |
|
|
52 |
|
90 |
|
|
|
|
|
|
80 |
|
|
|
|
|
|
70 |
|
|
|
|
|
|
60 |
|
|
|
|
|
|
50 |
|
|
|
|
|
|
40 |
|
|
|
|
|
|
30 |
|
|
|
|
|
|
20 |
|
|
|
|
|
|
10 |
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
0 |
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
60 |
Рис. 58. Приклад відображення поля в режимі ВЕКТОР: КАРТА – ВЕКТОРНАЯ КАРТА – ім’я grd- |
||||||
файлу. Реверсовано напрямки векторів: ПРЕДПОЧТЕНИЯ – SCALING – REVERSE VEKTOR |
|
|||||
ORIENTATION |
|
|
|
|
|
|
Тема_10_ч_9 surfer 8.doc |
53 |
2.7. Приклади моделювання поверхонь засобами Surfer 8.0
Функції Surfer 8.0 надають широкі можливості для побудови різних геометричних моделей, зокрема, моделювати структурні елементи земної кори. При моделюванні
використовують такі властивості графіків.
1) |
y = af (x) - при а > 1 - розтягування графіка функції y = f (x) у а разів вздовж вісі 0y; |
||||||||
при 0 < а < 1 |
|
– стискання графіка у 1/а разів вздовж вісі 0y; при а < 0 аналогічні |
|||||||
перетворення у |
|
a |
|
разів з симетричним відображенням графіка відносно вісі 0x. |
|||||
|
|
||||||||
2) |
y = f (x) + a - при а > 0 – підняття графіка функції y = f (x) на а вздовж вісі 0y; при а |
||||||||
< 0 – |
опускання графіка на |
|
a |
|
вздовж вісі 0y. |
||||
|
|
||||||||
3) |
y = f (x + a) - при а > 0 зсув графіка функції y = f (x) вздовж вісі 0х на a лівоуч, при |
а< 0 - на a праворуч.
4)y = f (ax) - при 0 < а < 1 розтягування графіка функції y = f (x) вздовж вісі 0х у 1/а
разів, при а > 1 стискання графіка вздовж вісі 0х у а разів; при а < 0 – аналогічні ефекти з симетричним відображенням графіка відносно вздовж вісі 0y.
5) y = af (bx + c) - при b/c > 0 зміщення на b/c вздовж вісі 0x у лівий бік, при b/c < 0 - у
правий; при b >1 стискання у b разів вздовж вісі 0x, при b <1 - розтягування; після цих
перетворень – розтягування/стискання вздовж вісі 0y. |
|
|
||||||||||||||
6) |
y = |
|
f (x) |
|
|
- |
ті частини графіка функції y = f (x) , які розташовані нижче вісі 0х, |
|||||||||
|
|
|||||||||||||||
відображаються симетрично щодо вісі 0х. |
|
|
||||||||||||||
7) |
y = f ( |
|
|
x |
|
) |
- |
|
та частина графіка функції y = f (x) |
, яка розташована |
у лівій |
|||||
|
|
|||||||||||||||
напівплощині, відображається симетрично відносно вісі 0y. |
|
|
||||||||||||||
Функції двох змінних: |
|
|
||||||||||||||
1) |
z = f (x) |
- поверхня, утворена паралельним переносом графіка функції |
z = f (x) |
|||||||||||||
вздовж вісі 0y. |
|
|
|
|
|
|
||||||||||
2) |
z = f ( y) |
- поверхня, утворена паралельним переносом графіка функції |
z = f ( y) |
|||||||||||||
вздовж вісі 0x. |
|
|
|
|
|
|
||||||||||
3) |
z = f ( y − g(x)) |
-поверхня, утворена паралельним |
переносом графіка |
функції |
||||||||||||
z = f (x) вздовж лінії y − g(x) . |
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
4) |
z = f ( x 2 |
+ y 2 ) |
- поверхня, утворена обертанням графіка функції y = f (x) |
навколо |
осі 0z. z = f ((x − a)2 + ( y −b)2 ) -поверхня, утворена обертанням графіка функції y = f (x)
навколо вертикальної осі, що проходить через точку (a,b).
Тема_10_ч_10_Surfer моделі.doc |
54 |
5)z = r 2 − (x − x0 )2 − ( y − y0 )2 ) - верхня напівсфера радіуса r з центром (x0 , y0 ) .
6)7) z = −r 2 − (x − x0 )2 − ( y − y0 )2 ) - нижня напівсфера радіуса r з центром (x0 , y0 ) .
Нижче наведені приклади побудови поверхонь, що відображають функції двох змінних.
1) z = e−( x 2 + y2 ) / 5 cos(x 2 + y 2 ) (x [−5; 5], y [−5; 5]) .
Запис у Surfer: z = exp((−x * x − y * y) / 5) *cos(x * x + y * y) (x [−5; 5], y [−5; 5])
Приклад побудови поверхні з кроком 0.2 показаний на рис. 59.
Рис. 59. Приклад 1. 1 – без сплайн-апроксимації; 2 – після сплайн-апрокимації (ГРИД – СПЛАЙНСГЛАЖИВАНИЕ - ім’я грід-файлу
|
|
Тема_10_ч_10_Surfer моделі.doc |
55 |
2) z = |
2 |
arctg(x) +1 (x [−5; 5], y [−5; 5]) . |
|
|
|
||
|
π |
|
|
Запис у Surfer: z = 2 / 3.14*atan(x) +1 (x [−5; 5], |
y [−5; 5]) . |
Приклад побудови поверхні з кроком 0.2 показаний на рис. 60.
1.9 |
1.8 |
1.7 |
1.6 |
1.5 |
1.4 |
1.3 |
1.2 |
1.1 |
1 |
0.9 |
0.8 |
0.7 |
0.6 |
0.5 |
0.4 |
0.3 |
0.2 |
0.1 |
Рис. 60. Приклад 2. Клік по вісі Ox , ПРЕДПОЧТЕНИЯ – GENERAL – FONT – FACE – Arial Cyr. |
Клік по |
||||
відображенню, ПРЕДПОЧТЕНИЯ – GENERAL – ПОКАЗАТЬ БАЗУ – ВЕРТИКАЛЬНЕ ЛИНИИ. Копіювання |
|||||
у Wiord: КОПИРОВАТЬ - Supress repeat messages |
|
|
|||
3) z = arctg(100x) |
(x [−5; 5], |
y [−5; 5]) |
|
|
|
запис у Surfer: |
z = atan(100 * x) |
(x [−5; 5], |
y [−5; 5]) . |
|
|
Приклад побудови поверхні показаний на рис. 61. |
|
||||
Рис. 61. Приклад 3. Фон намальований інструментом РИСОВАНИЕ – ПРЯМОУГОЛЬНИК. |
|
||||
Колір осей та підписів встановлений командою ПРЕДПОЧТЕНИЯ після кліку по вісі. |
|
Тема_10_ч_10_Surfer моделі.doc |
56 |
|
|
|
|
|
|
|
x2 |
|
|
|
|
1, |
|
якщо |
y > - |
|
+ 3, |
|
|
|
|||
|
4 |
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(x Î[-5; 5], y Î[-5; 5]). |
|
4) z = |
|
|
|
x2 |
|
|
|
|
|
2 |
|
|
2 y+ |
|
−3 |
|
|
|
x |
|
|||
4 |
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
y £ - |
|
+ 3, |
||||
e |
|
|
|
, |
якщо |
|
|
||||
|
|
4 |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Запис у Surfer:
z = if ( y > x * x / 4 −3, 1, exp(2* ( y + x * x / 4 −3))) (x [−5; 5], y [−5; 5])
Відображення поверхні з кроком 0,2 по осях Ox та Oy показано на рис. 62.
Рис. 62 Приклад 4. Експоненціальний перхід з верхньої площини у нижню вздовж параболи.
5)
2 + |
|
9 - (x - 2) |
2 |
- ( y +1) |
2 |
, якщо 9 - (x - 2) |
2 |
- ( y +1) |
2 |
³ 0, |
|
|
|
|
|
|
(x Î[-5; 5], y Î[-5; 5]). |
||||
z = |
якщо 9 - (x - 2)2 - ( y +1)2 < 0, |
|
|
|
||||||
0, |
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
- верхня напівсфера з центром у точці (2; -1) радіуса 3, піднята на 2 по вертикалі.
Запис у Surfer:
z = if(9-(x-2)*(x-2)-(y+1)*(y+1)>0, 2+ sqrt(max(0,9-(x-2)*(x-2)-(y+1)*(y+1))),0)
Відображення поверхні на рис. 63 .
Рис. 63. Приклад 5. Відображення верхньої напівсфери радіуса 3, піднятої на 2 по вертикалі. Перед копіюванням відображення істотно збільшене
|
|
|
|
Тема_10_ч_10_Surfer моделі.doc |
57 |
|
|
−0.2( y − |
x2 |
+3)2 |
|
|
|
6) z = e |
|
|
|
|||
4 |
, (x Î[-5; 5], y Î[-5; 5] - паралельний перенос графіка функції |
|
||||
|
|
|
|
|
||
z = e−0.2 x2 вздовж графіка y = |
x 2 |
- 3 . |
|
|||
|
|
4
Запис у Surfer: z = exp(−0.2 * pow( y − x * x / 4 + 3, 2)) . Відображення поверхні на рис.
64.
Рис. Приклад 64. Моделювання шляхом паралельного переносу
|
|
- |
x2 |
|
3 - |
x2 |
³ 0, |
|
|
|
|
|
||
|
3 |
|
, |
якщо |
|
|
|
|
|
|
||||
|
2 |
2 |
|
|
|
|
|
|||||||
7) |
|
|
|
|
|
|
(x Î[-5; 5], y Î[-5; 5]). |
|||||||
z = |
|
|
|
|
x2 |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
0, |
якщо 3 - |
|
< 0, |
|
|
|
|
|
|
||||
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Запис у Surfer: |
z = max(3 − x * x / 2, 0) . Відображення – на рис. 65 |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рис. 65. Приклад 7. ПРЕДПОЧТЕНИЯ – клік по вісі Ox – НАЗВАНИЕ «Вісь Ox», FONT 14,, Axis Plane XZ
|
|
|
|
Тема_10_ч_10_Surfer моделі.doc |
58 |
||
8) |
z = max(3 - (y - sin x)2 , 0), |
(x Î[-5; 5], |
y Î[-5; 5] . Запис у Surfer: z =max(3-(y- |
||||
sin(x))*(y-sin(x)),0). |
|
|
|
|
|
||
Відображення з кроком 0,05 на рис. 66. |
|
|
|||||
Рис. 66. Приклад 8 - |
параболічне підняття вздовж синусоїди |
|
|||||
|
|
|
+ 2 , |
якщо |
2 - y - x + 2 |
³ 0, |
|
|
2 - y - x |
y Î[-5; 5]). |
|||||
9) |
z = |
|
2 - y - x + 2 < 0, |
(x Î[-5; 5], |
|||
|
0, |
якщо |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
Запис у Surfer: z =max(2-fabs(y-fabs(x)+2),0). Відображення на рис. 67. |
Рис. 67. Приклад 9 – моделювання з використанням функції , яка обчислює абсолютну величину числа
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Тема_10_ч_10_Surfer моделі.doc |
59 |
|||||||
|
3 - |
|
x |
|
- |
|
y |
|
, якщо 3 - |
|
x |
|
- |
|
y |
|
³ 0, |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10) |
z = |
якщо 3 - |
|
x |
|
- |
|
y |
|
|
|
|
|
|
|
|
(x Î[-5; 5], y Î[-5; 5]). |
|
||||||||
|
0, |
|
|
|
³ 0, |
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Запис у Surfer: z = max(3- fabs(x)-fabs(y),0 ). Відображення на рис. 68.
Рис. 68. Приклад 10. моделювання з використанням функції , яка обчислює абсолютну величину числа
11) z = z1 + z2 , де |
|
= 4e |
−0.4( y− |
x2 |
+3)2 |
= arctg(100x) (x Î[-5; 5], y Î[-5; 5] |
z1 |
4 |
, z2 |
||||
|
|
|
|
|
Запис у Surfer: z = atan(100*x)+4*exp(-0.4*pow(y-x*x/4+3,2))
Другий спосіб – використання команди ГРИД – МАТЕМАТИКА для двох grd-файлів z1 та z2. Відображення та пояснення на рис. 69.
Рис. 69. Приклад 11. Будуємо grd-файл для функцій z1 та z2, зберігаємо під іменами z1.grd та z2.grd. МАТЕМАТИКА - z1.grd+ z2.grd.