Построить верхнюю часть эллипсоида в excel

Обновлено: 25.11.2022

Обращаем Ваше внимание, что в соответствии с Федеральным законом N 273-ФЗ «Об образовании в Российской Федерации» в организациях, осуществляющих образовательную деятельность, организовывается обучение и воспитание обучающихся с ОВЗ как совместно с другими обучающимися, так и в отдельных классах или группах.

Рабочие листы и материалы для учителей и воспитателей

Более 2 500 дидактических материалов для школьного и домашнего обучения

Столичный центр образовательных технологий г. Москва

Получите квалификацию учитель математики за 2 месяца

от 3 170 руб. 1900 руб.

Количество часов 300 ч. / 600 ч.

Успеть записаться со скидкой

Форма обучения дистанционная

  • Онлайн
    формат
  • Диплом
    гособразца
  • Помощь в трудоустройстве

Видеолекции для
профессионалов

  • Свидетельства для портфолио
  • Вечный доступ за 120 рублей
  • 311 видеолекции для каждого

Выберите документ из архива для просмотра:

Ф О Р М У Л Ы.xlsx

Выбранный для просмотра документ Surf.pptx

ПОСТРОЕНИЕ ПОВЕРХНОСТЕЙ В MS EXCEL Муниципальное автономное общеобразовательн.

«Как закрыть гештальт: практики и упражнения»

Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику

Описание презентации по отдельным слайдам:

ПОСТРОЕНИЕ ПОВЕРХНОСТЕЙ В MS EXCEL Муниципальное автономное общеобразовательн.

ПОСТРОЕНИЕ ПОВЕРХНОСТЕЙ В MS EXCEL Муниципальное автономное общеобразовательное учреждение «Начальная общеобразовательная школа № 1» Автор: Заслуженный учитель школы Российской Федерации Никифоров Юрий Васильевич Пермский край, г. Губаха, 2013 год

Данная разработка урока является исследованием таких возможностей MS Excel, к.

Данная разработка урока является исследованием таких возможностей MS Excel, которые нигде не рассматриваются, но которые позволяют взглянуть на MS Excel с непривычной для многих стороны. Этот слайд можно скрыть.

Ключом для создания поверхностей является прямоугольная таблица, состоящая из.

Ключом для создания поверхностей является прямоугольная таблица, состоящая из ячеек со смешанной адресацией. =$F$1*SIN(D$3/$I$1)*COS($A11/$L$1)

ПРИМЕРЫ Качество прорисовки Эффект «лесенки» Более 5 млн. Блики, тень Интерфе.

ПРИМЕРЫ Качество прорисовки Эффект «лесенки» Более 5 млн. Блики, тень Интерференция Логические функции ЕСЛИ/И

ФОРМУЛЫ В файле «Формулы.xlsx» представлена таблица с формулами и условными н.

ФОРМУЛЫ В файле «Формулы.xlsx» представлена таблица с формулами и условными названиями поверхностей. Имеются графические примечания.

АССОЦИАЦИИ В презентации «Ассоциации.pptx» представлены поверхности, которые.

АССОЦИАЦИИ В презентации «Ассоциации.pptx» представлены поверхности, которые ассоциируются с конкретными объектами окружающего мира.

Выбранный для просмотра документ Ассоциации.pptx

Муниципальное автономное общеобразовательное учреждение «Начальная общеобразо.

«Как закрыть гештальт: практики и упражнения»

Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику

Описание презентации по отдельным слайдам:

Муниципальное автономное общеобразовательное учреждение «Начальная общеобразо.

Муниципальное автономное общеобразовательное учреждение «Начальная общеобразовательная школа № 1» Автор: Заслуженный учитель школы РФ Никифоров Юрий Васильевич Пермский край, г. Губаха, 2013 год «АССОЦИАЦИИ»

ОРГАН

ШЕСТЕРЁНКИ

ГИПЕРБОЛИЧЕСКИЙ ПАРАБОЛОИД ( С Е Д Л О )

ГИПЕРБОЛИЧЕСКИЙ ПАРАБОЛОИД ( С Е Д Л О )

МИТОХОНДРИЯ (Энергетический центр живой клетки организма)

МИТОХОНДРИЯ (Энергетический центр живой клетки организма)

ПИРАМИДЫ НАРОДНОСТИ МАЙЯ (Центральная Америка)

ПИРАМИДЫ НАРОДНОСТИ МАЙЯ (Центральная Америка)

ЭПИТЕЛИЙ (внутренние стенки сосудов)

ЭПИТЕЛИЙ (внутренние стенки сосудов)

ЧАЙНЫЕ ПЛАНТАЦИИ

ПЕНЬКИ

КУНГУРСКАЯ ЛЕДЯНАЯ ПЕЩЕРА СТАЛАКТИТЫ СТАЛАГМИТЫ

КУНГУРСКАЯ ЛЕДЯНАЯ ПЕЩЕРА СТАЛАКТИТЫ СТАЛАГМИТЫ

АМФИТЕАТР

ЦВЕТЫ ТЮЛЬПАНЫ РОЗЫ

ЦВЕТЫ ТЮЛЬПАНЫ РОЗЫ

 ПРАВОСЛАВНЫЙ ХРАМ

АЙСБЕРГ

АПОФИС

СТАДИОН

ВОЗДУШНЫЕ ЗАМКИ

ПОДВОДНАЯ ЦИВИЛИЗАЦИЯ

Выбранный для просмотра документ Библиотека поверхностей.docx

hello_html_3c1d3df3.jpg

hello_html_m4da1cf80.jpg
hello_html_49ad4802.jpg
hello_html_m64bc3113.jpg

hello_html_2a03586.jpg
hello_html_m25ee8b0d.jpg
hello_html_m70f80ad3.jpg

hello_html_m548dd9cf.jpg
hello_html_m1f74a6e6.jpg
hello_html_739cacee.jpg

hello_html_m5ad63103.jpg
hello_html_m1342241c.jpg
hello_html_2e5e6054.jpg

hello_html_m74923f94.jpg
hello_html_3de04694.jpg
hello_html_6e166194.jpg

hello_html_9894ed0.jpg
hello_html_61472f9e.jpg
hello_html_m518a067b.jpg

hello_html_46e00c69.jpg

Выбранный для просмотра документ НикифоровЮВ_разработка_урока.docx

ОПИСАНИЕ РАБОТЫ

Название работы: построение поверхностей в MS Excel .

Номинация: сценарий медиаурока с компьютером.

Предмет: информатика + математика + воображение.

Участники: ученики 9-11 классов.

Цели и задачи: раскрыть графические возможности MS Excel при построении поверхностей, удивить их многообразием этих возможностей и научить строить их, обратить внимание учеников на красоту этих поверхностей.

Задачи:

обучающие: повторение синтаксиса формулы логического условия, повторить понятие смешанной адресации, тюнинг поверхностей;

развивающие: сформировать у учащихся ассоциации между графическими объектами и объектами окружающего мира;

воспитательные: научить учащихся удивляться красоте поверхностей, находить «схожесть» с реальными объектами, развивать фантазию и воображение.

Данная разработка урока имеет своей целью раскрыть графические возможности табличного процессора MS Excel , которые в большинстве справочной и учебной литературы игнорируются или освещаются очень бедно.

Все эти возможности очень ярко проявляются при построении поверхностей.

Сформулируем предположение (гипотезу, догадку): используя богатый арсенал математических и логических функций, имеющихся в MS Excel , можно построить огромное количество поверхностей, которые являются моделями реальных объектов (явлений) окружающего мира. Этот урок является попыткой совместить несовместимое. С одной стороны, мы имеем строгие математические формулы, а с другой - изящные поверхности, которые и являются графическими интерпретациями этих формул.

При построении этих поверхностей не покидает чувство: неужели всё это возможно сделать в обычном и привычном табличном процессоре? Ничего подобного нигде не встречается. Самое первое чувство, которое испытываешь при работе над этой темой, это удивление. Учеников надо удивить многообразием самых фантастических форм. Вы словно открываете ящик Пандоры. Конечно, это эмоции. Но, зная, что за этой красотой и изяществом форм скрываются обычные математические формулы, ученики должны понять, что окружающий нас мир можно описать не только поэтическим языком, но и сухим языком формул.

Кому может пригодиться данная разработка? Наверное, творческим учителям, будущим художникам и дизайнерам, программистам. Всем тем, у

кого богатое воображение и абстрактное мышление тесно переплетены. Данная тема может стать основой для научно-исследовательской работы.

Автор: Никифоров Юрий Васильевич, педагог дополн. образования

Место работы: Пермский край, г. Губаха, Муниципальное автономное общеобразовательное учреждение «Начальная общеобразовательная школа № 1» (МАОУ «НОШ № 1»).

Эллипсоидом называется поверхность, которая в некоторой системе декартовых прямоугольных координат определяется уравнением:

Это уравнение называется каноническим уравнением эллипсоида.

Эллипсоид представляет собой замкнутую овальную поверхность, обладающую тремя взаимно перпендикулярными плоскостями симметрии.

Для построения эллипсоида в Excel каноническое уравнение (7.7) необходимо разрешить относительно переменной z (представить в виде z=f(x, у)).

Упражнение 8.2.Рассмотрим построение эллипсоида в Excel на примере уравнения:

Пусть необходимо построить верхнюю часть эллипсоида, лежащую в диапазонах: хÎ[–3; 3], уÎ[–2; 2] с шагом D=0,5 для обеих переменных.

Решение.Вначале необходимо разрешить уравнение относительно переменной z. В примере

Введем значения переменной х в столбец А. Для этого в ячейку А1 вводим символ х. В ячейку А2 вводится первое значение аргумента — левая граница диапазона (–3). В ячейку A3 вводится второе значение аргумента — левая граница диапазона плюс шаг построения (–2,5). Затем, выделив блок ячеек А2:АЗ, автозаполнением получаем все значения аргумента (за правый нижний угол блока протягиваем до ячейки А14).

Значения переменной у вводим в строку 1. Для этого в ячейку В1 вводится первое значение переменной — левая граница диапазона (–2). В ячейку С1 вводится второе значение переменной — левая граница диапазона плюс шаг построения (–1,5). Затем, выделив блок ячеек В1:С1, автозаполнением получаем все значения аргумента (за правый нижний угол блока протягиваем до ячейки J1).

(при х=–3 и у=–2 точек рассматриваемого эллипсоида не существует).

Теперь необходимо скопировать функцию из ячейки В2. Для этого автозаполнением (протягиванием вправо) копируем эту формулу вначале в диапазон B2:J2, после чего (протягиванием вниз) — в диапазон ВЗ:J14.

В результате должна быть получена следующая таблица точек эллипсоида.


Для построения диаграммы на панели инструментов Стандартная необходимо нажать кнопку Мастер диаграмм. В появившемся диалоговом окне Мастер диаграмм (шаг 1 из 4): тип диаграммы указываем тип диаграммы — Поверхность, и вид — Проволочная (прозрачная) поверхность (правую верхнюю диаграмму в правом окне). После чего нажимаем кнопку Далее в диалоговом окне.

В появившемся диалоговом окне Мастер диаграмм (шаг 2 из 4): источник данных диаграммы необходимо выбрать вкладку Диапазон данных и в поле Диапазон мышью указать интервал данных B2:J14.

Далее необходимо указать в строках или столбцах расположены ряды данных. Это определит ориентацию осей х и у. В примере переключатель Ряды в с помощью указателя мыши установим в положение столбцах.

Выбираем вкладку Ряд и в поле Подписи оси X указываем диапазон подписей. Для этого щелкните в нем указателем мыши и введите диапазон подписей оси х — А2: A14.

Вводим значения подписей оси у. Для этого в рабочем поле Ряд указываем первую запись Ряд 1 иврабочее поле Имя, активизировав его указателем мыши, вводим первое значение переменной у: –2. Затем в поле Ряд указываем вторую запись Ряд 2 и в рабочее поле Имя вводим второе значение переменной у: –1,5. Повторяем таким образом до последней записи — Ряд 9.

После появления требуемых записей необходимо нажать кнопку Далее.

В третьем окне требуется ввести заголовок диаграммы и названия осей. Для этого необходимо выбрать вкладку Заголовки, щелкнув на ней указателем мыши. Щелкнув в рабочем поле Название диаграммы указателем мыши, ввести с клавиатуры в поле название: Эллипсоид. Затем аналогичным образом ввести в рабочие поля Ось X (категорий), Ось Y (рядов данных) и Ось Z (значений) соответствующие названия: х, у и z.




Далее следует нажать кнопку Готово, и после небольшого редактирования будет получена следующая диаграммаэллипсоида.

Для начинающих пользователей EXCEL советуем прочитать статью Основы построения диаграмм в MS EXCEL , в которой рассказывается о базовых настройках диаграмм, а также статью об основных типах диаграмм .

При попытке построить диаграмму типа Поверхность на основе одного ряда данных, MS EXCEL может сказать, что ему требуется как минимум 2 ряда. На самом деле, для более или менее наглядной поверхности потребуется как минимум 10 рядов (лучше 20 – для сложных поверхностей). К счастью, ряды не нужно создавать в ручную – достаточно правильно сформировать таблицу с исходными данными.

Построим график функции z=-sin(x*х+y*y)+1 (см. файл примера ).


В качестве источника данных используем таблицу, в которой в верхней строке указаны значения Х, а в левом столбце Y. В остальных ячейках – значения Z для всех пар (Х,Y)


Чтобы значения Z были более информативны - можно использовать Условное форматирование .


Условное форматирование показывает некий вариант изолиний (см. ниже): близкие значения Z выделены одним цветом. Это также позволяет предварительно оценить вид создаваемой диаграммы.

Теперь выделите любую ячейку таблицы и постройте диаграмму типа Поверхность (вкладка Вставка , группа Диаграммы , Кнопка Другие ).

Полученную фигуру можно повращать (кнопка Поворот объемной фигуры на вкладке Макет ).



Для построения диаграммы используется 3 оси: горизонтальная ось (категорий), вертикальная ось (значений), ось Z (рядов значений). Все 3 названия осей требуют пояснения.

Во-первых, ось Z на самом деле является нашей осью Х и отображает имена рядов. Если имена рядов убрать, то изменятся и подписи оси (убрать имена рядов можно нажав кнопку Изменить в окне Выбор источника данных , которое доступно через вкладку Конструктор ).


Этот факт роднит диаграмму Поверхность с Диаграммой График , где по Х отображаются лишь подписи. Т.е. при попытке построить поверхность с неравномерным шагом по Х (например, 1, 2, 5, 9, 77, 103, ..) получим искажения масштаба: значения по Х будут откладываться последовательно 1, 2, 3, … (конечно, Z будет рассчитаны правильно). Интересно, что формат подписей по оси Z можно настроить только изменяя формат ячеек, на которые ссылаются имена рядов (изменение формата на вкладке Число (в окне Формат Оси) ни к чему не приводит).

Во-вторых, по вертикальной оси (значений) на самом деле откладываются значения Z (это очевидно из рисунка).

И, наконец, в-третьих, горизонтальная ось (категорий) – это значения Y (на самом деле опять только подписи). Подписи, как и для Графика можно удалить или изменить нажав кнопку Изменить в окне Выбор источника данных , которое доступно через вкладку Конструктор (на этот раз нужно нажать кнопку расположенную справа).

Так как диаграмма Поверхность – это по сути трехмерный График , в котором одному Х соответствует один Y, то некоторые объемные фигуры отобразить на диаграмме Поверхность не удастся. Например, не удастся отобразить гиперболоид, т.к. каждой паре (Х;Y) на диаграмме Поверхность соответствует только один Z, а для гиперболоида это не так (каждой паре соответствует 2 значения Z). Поэтому, в MS EXCEL придется довольствоваться только половиной гиперболоида.


Как видно из диаграммы, близкие значения Z выделены одним цветом, которые указаны в Легенде. К сожалению, в MS EXCEL невозможно управлять этими уровнями (даже при повороте фигуры количество уровней и диапазоны значений существенно изменяются). Это приводит к тому, что построение изолиний ( линии уровня, контурный график, англ. Contour plot ) реализовано в MS EXCEL в достаточно ограниченном виде: невозможно указать на диаграмме значение изолинии (диапазоны цветов указаны на Легенде), разбиение на диапазоны по Z производится MS EXCEL автоматически и нет возможности на это повлиять. Ниже приведены изолинии для упомянутого выше гиперболоида. Это особый вид диаграммы – Проволочная контурная .


Практически такой же картинки можно добиться простым поворотом фигуры на диаграмме Поверхность .

1. Построить верхнюю (четные варианты) или нижнюю (нечетные варианты) часть эллипсоида, заданного уравнением . Варианты заданий представлены в табл. 6.

2. Построить однополостный (четные варианты) или двухполостный (нечетные варианты) гиперболоид, заданный уравнением . Знак плюс относится к уравнению однополостного гиперболоида, знак минус – к уравнению двухполостного гиперболоида. Варианты заданий представлены в табл. 7.

3. Построить эллиптический (четные варианты) или гиперболический (нечетные варианты) параболоид, заданного уравнением . Знак плюсотносится к уравнению эллиптического параболоида, знак минус – к уравнению гиперболического параболоида. Варианты заданий представлены в табл.8.

Таблица 6. Варианты заданий

a b с a b c
3.1 3.2 5.3
0.9 1.1 1.25 1.95 1.5
1.5 1.25 1.95
0.71 0.75 1.21
1.72 2.9 3.1
5.71 4.75 4.21 7.1 7.5 4.21
2.72 3.9 5.1 7.2 8.9
1.5 0.78 1.45 1.5 2.78 3.45

Таблица 7. Варианты заданий

a b с a b c
3.1 3.2 5.3
0.9 1.1 1.25 1.95 1.5
1.5 1.25 1.95
0.71 0.75 1.21
1.72 2.9 3.1
5.71 4.75 4.21 7.1 7.5 4.21
2.72 3.9 5.1 7.2 8.9
1.5 0.78 1.45 1.5 2.78 3.45

Таблица 8. Варианты заданий

p q p q
1.5 2.5
2.5 1/5
1.4 3.4
3.4 1.4
2.5 5.6
5.4 2/5
1.1 4.1
4.1 1.2
1.5 5.1
5.5 1.5
3.3 5.3
5.1 3.7
4.1 5.1
5.3 4.2
6.05 1.9

Рекомендации к выполнению лабораторной работы.

ПРИМЕР 1. Построить поверхность z=x 2 -y 2 при x, y Î[-1;1].

В диапазон B1:L1 введем последовательность значений переменной x: -1, -0.8, …,1, а в диапазон ячеек А2:А12 последовательность значений переменой y. В ячейку В2 введем формулу =$A2^2-B$1^2. Знак $, стоящий перед буквой в имени ячейки, дает абсолютную ссылку на столбец с данным именем, а знак $, стоящий перед цифрой – абсолютную ссылку на строку с этим именем. Поэтому при копировании формулы из ячейки В2 в ячейки диапазона B2:L12 в них будет найдено значение z для соответствующих значениях x, y. Таким образом, будет создана таблица значений z.

Для построения поверхности выделим диапазон ячеек A1:L12, содержащий таблицу значений функции. Далее обратимся к Мастеру диаграммивыберемтип диаграммы Поверхность. Затем заполним диалоговые окна в соответствии с вариантом задания и получим трехмерный график, показанный на рис 15.

Рис.15. Поверхность вида z=x 2 -y 2

ПРИМЕР 2. Построить верхнюю часть эллипсоида, заданного уравнением .

Выразим z через x и y.

Выражение описывает верхнюю часть эллипсоида.

Найдем область определения функции z(x,y).

Выполним построения как в предыдущем примере (рис. 16).


ПРИМЕР 3. Построить двухполосный гиперболоид, заданный уравнением .

Выразим z через x и y.

Функция определена везде. Выполним построения (рис. 17).


ПРИМЕР 3. Построить однополосный гиперболоид, заданный уравнением .

Выразим z через x и y.

Выражение описывает однополосный гиперболоид.

Найдем область определения функции z(x,y).

Обращаем Ваше внимание, что в соответствии с Федеральным законом N 273-ФЗ «Об образовании в Российской Федерации» в организациях, осуществляющих образовательную деятельность, организовывается обучение и воспитание обучающихся с ОВЗ как совместно с другими обучающимися, так и в отдельных классах или группах.

Рабочие листы и материалы для учителей и воспитателей

Более 2 500 дидактических материалов для школьного и домашнего обучения

Столичный центр образовательных технологий г. Москва

Получите квалификацию учитель математики за 2 месяца

от 3 170 руб. 1900 руб.

Количество часов 300 ч. / 600 ч.

Успеть записаться со скидкой

Форма обучения дистанционная

  • Онлайн
    формат
  • Диплом
    гособразца
  • Помощь в трудоустройстве

311 лекций для учителей,
воспитателей и психологов

Получите свидетельство
о просмотре прямо сейчас!

Практическая работа «Красивые графики функций»


1) Построить спираль Архимеда по следующим данным:
- в столбце А – значения угла t в радианах от 0 до 10 с шагом 0,2
- в столбце В – значения r = 0,5* t
- в столбце С – значения х = r * cos ( t )
- в столбце D – значения y = r * sin ( t )
- выделить значения в столбцах С и D и построить диаграмму
(тип: точечная с гладкими кривыми)


2) Построить астроиду по следующим данным:
- в столбце А – значения угла t в радианах от 0 до 7 с шагом 0,2
- в столбце В – значения х = 2*( cos ( t )) 3
- в столбце С – значения y = 2*( sin ( t )) 3
- выделить значения в столбцах B и С и построить диаграмму
(тип: точечная с гладкими кривыми)

3) Построить улитку Паскаля по следующим данным:
- в столбце А – значения a от 0 до 360 с шагом 10 (угол в градусах)
- в столбце В – значения t = a * π/180 (угол в радианах)
- в столбце С – значения p = cos ( t )–0,5
- в столбце D – значения x = p * cos ( t )
- в столбце Е – значения у = p * sin ( t )
- выделить значения в столбцах D и E и построить диаграмму
(тип: точечная с гладкими кривыми)

4) Построить лемнискату Бернулли по следующим данным:
- в столбце А – значения a от 0 до 360 с шагом 10 (угол в градусах)
- в столбце В – значения t = a * π/180 (угол в радианах)
- в столбце С – значения r = 2* sin (2* t ) 2
- в столбце D – значения x = r * cos ( t )
- в столбце E – значения y = r * sin ( t )
- выделить значения в столбцах D и E и построить диаграмму
(тип: точечная с гладкими кривыми)


5) Построить график в форме сердца по следующим данным:
- в столбце А – значения a от 0 до 360 с шагом 10 (угол в градусах)
- в столбце В – значения t = a * π/180 (угол в радианах)
- в столбце С – значения x = 16*( sin ( t )) 3
- в столбце D – значения у =13* cos ( t )–5* cos (2* t )–2* cos (3* t )– cos (4* t )
- выделить значения в столбцах C и D и построить диаграмму
(тип: точечная с гладкими кривыми)

Читайте также: