ComplexContourPlot

ComplexContourPlot[f,{z,zmin,zmax}]

生成 f 作为 z 的函数的填充等值线图.

ComplexContourPlot[{f1,f2,},{z,zmin,zmax}]

生成 f1f2 的等值线.

ComplexContourPlot[f==g,{z,zmin,zmax}]

绘制 f=g 的等值线.

ComplexContourPlot[{f1==g1,f2==g2,},{z,zmin,zmax}]

绘制 f1g1f2=g2 的等值线.

更多信息和选项

范例

打开所有单元关闭所有单元

基本范例  (4)

绘制复变量的的实函数等值线图:

在复平面上绘制等式:

绘制多个函数:

绘制几个方程:

范围  (18)

采样  (6)

在函数变化较快的地方设置更多采样点:

白色区域表明函数被剪切. 自动选择绘图区域:

PlotRange 选取感兴趣的区域:

PlotPointsMaxRecursion 控制自适应采样:

RegionFunction 将曲面限制在不等式给定的区域上:

Exclusions 控制有断点时是否及在何处切割:

添加标签和图例  (6)

为边框和整个绘图添加标签:

标注等值线:

用色条作为图例:

对于多个函数,用线作为图例:

对于多个函数,用线作为图例并使用占位符:

为隐式曲线添加图例:

演示  (6)

按高度对曲面进行着色:

在等值线之间使用特定的颜色:

为等值线指定不同的样式:

明确设置等值线的样式:

创建叠加的网格线:

使用绘图主题:

选项  (138)

AspectRatio  (4)

默认情况下,AspectRatio 使用相等的宽和高:

使用数值指定高宽比:

AspectRatioAutomatic 根据绘图范围确定比率:

AspectRatioFull 调整高度和宽度以紧密贴合其他构造:

Axes  (4)

默认情况下,ComplexContourPlot 使用边框而非轴:

使用轴而非边框:

使用 AxesOrigin 可指定轴相交处:

单独显示每条轴:

AxesLabel  (3)

默认情况下不为轴添加标签:

轴上放置标签:

指定轴标签:

AxesOrigin  (2)

轴的位置是自动确定的:

为轴指定一个明确的原点:

AxesStyle  (4)

更改轴的样式:

指定每条轴的样式:

对刻度和轴使用不同的样式:

对标签和轴使用不同的样式:

BoundaryStyle  (3)

在曲面的边框处绘制红色的边界:

BoundaryStyle 也适用于由 RegionFunction 切割出的洞,但不适用于 Exclusions 造成的切割:

ExclusionsStyle 替代:

ClippingStyle  (4)

像曲面的其它部分一样显示剪切的区域:

将剪切区域留空:

用粉红色填充剪切区域:

如果是超过范围设置被剪切,使用绿色,如果小于范围设置被剪切,使用粉红色:

ColorFunction  (3)

按照缩放过的函数值着色:

用已命名的颜色梯度着色:

将超过 的等值线图设为红色:

ColorFunctionScaling  (1)

ColorFunction 可以使用缩放过的或未经缩放的坐标:

ContourLabels  (2)

为等值线添加标签:

在边框内用数值作标签:

Contours  (9)

使用 10 条等间隔的等值线:

自动选择的等值线:

自动选择最多 5 条等值线:

使用指定的等值线:

使用特定样式的特定等值线:

用函数产生一组等值线:

在 40% 和 80% 处绘制等值线:

如果指定了多个函数,可分别控制等值线的数量:

可为多个函数指定特定等值线:

ContourShading  (5)

如果采用自动色调设置,则在数值较小处颜色较深,在数值较大处颜色较浅:

None 只显示等值线:

如果指定了一组函数,自动隐去等值线之间的着色:

用颜色函数在等值线之间着色:

用明确的颜色列表在等值线之间着色:

ContourStyle  (7)

缺省的等值线样式是部分透明的线条:

用黑色虚线作为等值线:

None 隐去等值线:

ContourStyleNone 等价于 ContourLinesFalse

红线和虚线交替出现:

对不同函数指定不同的样式:

对不同方程指定不同的样式:

所有方程都使用同一样式:

EvaluationMonitor  (2)

显示 ContourPlot 在函数取样的位置:

统计 Arg[ArcTan[z]] 的计算次数:

Exclusions  (6)

自动显示要排除的部分:

指明不应计算要排除的部分:

用方程指给定排除部分:

给出多个排除部分:

使用含有排除方程的条件指定:

同时使用自动计算和明确指定的排除部分:

ExclusionsStyle  (2)

用红线表明排除部分:

不显示排除部分:

Frame  (4)

ComplexContourPlot 默认使用边框:

设置 FrameFalse 可关闭边框:

在左右边绘制边框:

在左边和底边绘制边框:

FrameLabel  (4)

沿着边框的底边放置标签:

默认情况下,边框标签放置在边框的底边和左边:

在边框的每边都放置标签:

为标签和边框刻度标签指定样式:

FrameStyle  (2)

指定边框的样式:

为每条边框边指定样式:

FrameTicks  (9)

默认情况下会自动放置边框刻度:

使用没有刻度的边框:

在底边使用边框刻度:

默认情况下,顶边和右边有刻度线但没有刻度标签:

使用 All 可在所有边上添加刻度标签:

在指定位置放置刻度线:

使用特定标签在指定位置绘制边框刻度线:

将刻度线的长度指定为图形大小的一定比例:

在每个刻度线的正负方向上使用不同的尺寸:

为每条边框刻度指定一个样式:

构造一个函数,将边框刻度放置在边框边缘的中点和极点:

FrameTicksStyle  (3)

默认情况下,边框刻度和边框刻度标签使用与边框相同的样式:

指定刻度的整体样式,包括标签:

为每条边框边使用不同的样式:

ImageSize  (7)

使用有名称的尺寸如 TinySmallMediumLarge

指定绘图的宽度:

指定绘图的高度:

允许宽度和高度达到一定大小:

指定图形的宽度和高度,必要时用空白填充:

设置 AspectRatioFull 将填充可用空间:

使用最大的宽度和高度:

设置 ImageSizeFull 填充对象中的可用空间:

将图像大小指定为可用空间的一定比例:

MaxRecursion  (1)

在函数快速变化的地方细化等值线:

Mesh  (2)

显示最初和最后的采样网格线:

在每个方向上使用 5 条网格线:

MeshFunctions  (2)

Re[z]Im[z] 方向上显示网格线:

Abs[z]Arg[z] 方向上显示网格线:

MeshStyle  (2)

使用红色的网格线:

Re[z] 方向上显示红色的网格线,在 Im[z] 方向上显示加粗的网格线:

PerformanceGoal  (2)

生成高质量的绘图:

强调性能,可能会以牺牲质量为代价:

PlotLegends  (12)

显示等值线区域的图例:

图例取决于等值线:

显示每条等值线的标签:

显示连续的颜色标尺:

PlotLegends 自动与颜色函数匹配:

PlotLegendsAutomatic 用占位符值标注等值线:

PlotLegends"Expressions" 用相应的函数标注等值线:

PlotLegendsAutomatic 用占位符值标注隐式曲线:

PlotLegends"Expressions" 用实际的方程式作为图例:

指定一组标签作为图例:

Placed 改变图例的位置:

BarLegend 改变图例的外观:

PlotPoints  (1)

使用更多的初始点,获得更平滑的等值线:

PlotRange  (3)

自动计算垂直方向上的范围:

用所有点计算范围:

设置明确的垂直范围以突出特征:

PlotTheme  (3)

使用绘图主题:

改变颜色函数:

多个函数使用同一主题:

RegionFunction  (2)

在环形区域上绘图:

f 作为绘图的区域:

ScalingFunctions  (5)

默认情况下,各个方向采用线性刻度:

在虚轴和实轴上使用对数刻度:

在虚轴上显示倒数刻度:

在虚轴上使用线性刻度,并将较小的数字显示在顶部:

使用由函数和它的反函数定义的刻度:

Ticks  (9)

刻度会自动放置在每条轴上:

设置 TicksNone 绘制没有任何刻度线的轴:

轴但不在 轴上使用刻度:

在指定位置放置刻度线:

使用指定标签在指定位置绘制刻度线:

在一条轴上使用特定刻度,在另一轴上使用自动刻度:

将刻度的长度指定为图形大小的一定比例:

在每个刻度的正负方向上使用不同的尺寸:

为每条刻度指定一个样式:

构造一个函数,将刻度放置在轴的中点和极值处:

TicksStyle  (4)

默认情况下,刻度和刻度标签使用与轴相同的样式:

指定整体刻度样式,包括刻度标签:

为每个轴指定刻度样式:

对刻度标签和刻度线使用不同的样式:

应用  (23)

基本应用  (7)

对于给定的复变函数,绘制实部恒定的曲线:

显示实部和虚部恒定的曲线:

显示模和辐角恒定的曲线:

恒定的 Abs[z] 的曲线为同心圆:

Abs[z]==1 给出一个特定的圆:

恒定 Arg[z] 的曲线为开始于原点的(半)直线:

Arg[z]== 给出一条特定的(半)直线:

保角映射  (6)

定义一个仿射函数:

的实部和虚部是斜率分别为 1 和 的直线:

比较 平面中实部恒定和虚部恒定的直线:

倒函数 将以原点为中心的圆映射为以原点为中心的圆,并将穿过原点的直线映射为穿过原点的直线,但 Abs[w] 附近变大:

线性分式变换将圆和直线映射为圆和直线:

可视化更复杂的映射:

对于保角映射 ,在 平面的交点处正交的曲线在 平面上的相应交点处也正交:

计算 的实部和虚部:

通过验证其点积为零,验证 的实部和虚部的梯度正交:

查看绘图,验证等值线在交点处正交:

非保角映射不保留角度:

计算 的实部和虚部:

通过验证其点积不为零,验证 的实部和虚部的梯度不正交:

查看绘图,验证等值线在交点处不正交:

InverseFunction 显示保角映射:

函数的增长  (1)

的实部和虚部在 方向上指数增长:

观察两个图中等值线间距变小的区域中函数快速增长的情况:

的模在垂直方向上也呈指数增长,但辐角则不然:

注意,左侧的图中,对于较大的 Abs[y],等值线的间距变小,但右侧的图中则不同:

增加等值线的数量,突出 Abs[Sin[z]] 快速增大的区域:

滤波器和转移函数  (4)

具有粘性阻尼的谐振子的微分方程为 y''+γ y'+y=f(t),其中 γ 为阻尼系数,f(t) 为施加的力. 转移函数为 y 的拉普拉斯变换的倒数:

定义欠阻尼谐振子 (γ=0.2) 的转移函数:

用波特图查看增益 (Abs) 和相位(Arg,单位为度):

ComplexContourPlot 平面的子集上绘制转移函数,注意两组等高线在 附近的快速变化:

二阶 Butterworth 滤波器模型,截止频率为

求滤波器的极点:

绘制滤波器的幅值,并观察到滤波器分布在单位圆上的极点之间的间距相等,为

与虚轴重合的等高线表明 是一个全通滤波器,它不会改变任何频率的信号的幅值,但会改变相位:

代数分析确认对于 的所有值,增益均为 1:

显示根轨迹图,其中包含转移函数的幅值图:

物理应用  (3)

定义一个在复平面上对于所有非零的 都解析的复变函数:

验证 的实部和虚部都是调和函数:

函数 是理想流体流动的速度势和流函数. 绘制理想的流体流过圆柱时的等势曲线和流线:

绘制在通道中流过原点处的缝隙的理想流体的复势的流线:

重新绘制 James Clerk 于 1873 年撰写的 A Treatise on Electricity and Magnetism 一书中著名的图片 (Fig. XII). 麦克斯韦展示了构成电容器的两个半无限平面的等势面:

这需要用到 的反函数的不同分支:

绘制上面的部分:

绘制中间部分,注意与上面的等高线匹配:

绘制下面的部分:

同时显示三张图,重建麦克斯韦给出的图片:

其他应用  (2)

显示牛顿法的迭代:

绘制步骤:

绘制函数的等值线:

同时显示:

绘制一组双纽线:

属性和关系  (9)

ComplexContourPlotContourPlot 的特殊情形:

如果有两个或更多函数,ComplexContourPlot 自动隐去着色:

ComplexRegionPlot 在复平面上绘制区域:

ComplexPlot 使用颜色显示函数的自变量和幅值:

使用 ComplexPlot3D 轴作为幅值:

ComplexArrayPlot 绘制复数数组:

使用 ReImPlotAbsArgPlot 在实数上绘制复数值:

使用 ComplexListPlot 显示复数在平面上的位置:

ComplexStreamPlotComplexVectorPlot 将复数视为方向:

可能存在的问题  (1)

由于 Arg[f] 不能大于 ComplexContourPlot 通常不对分支切割进行渲染:

巧妙范例  (1)

绘制区域,其中 Abs[f]==Arg[f]

Wolfram Research (2020),ComplexContourPlot,Wolfram 语言函数,https://reference.wolfram.com/language/ref/ComplexContourPlot.html.

文本

Wolfram Research (2020),ComplexContourPlot,Wolfram 语言函数,https://reference.wolfram.com/language/ref/ComplexContourPlot.html.

CMS

Wolfram 语言. 2020. "ComplexContourPlot." Wolfram 语言与系统参考资料中心. Wolfram Research. https://reference.wolfram.com/language/ref/ComplexContourPlot.html.

APA

Wolfram 语言. (2020). ComplexContourPlot. Wolfram 语言与系统参考资料中心. 追溯自 https://reference.wolfram.com/language/ref/ComplexContourPlot.html 年

BibTeX

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