数学老师表白有笛卡尔曲线,地理老师有什么?

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地球“心”景观

在前段时间的热播剧《隐秘的角落》中
笛卡儿和瑞典公主的爱情故事作为剧情的隐喻
贯穿了整个剧情
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抛开其中的故事情节

咱们来聊聊这条心形曲线是怎么画出来的

首先来看笛卡尔曲线的表达式

r=a(1-sinθ)

这是一个极坐标方程

θ代表与x轴正方向的夹角 , r代表该点到原点的距离

通俗的描述这条曲线就是

在警匪电影中我们常见到的

几点钟方向 , 多少米


其中几个特殊点的坐标是

(0° , a)、(90°,0)、(180° , a)、(270° , 2a)


当我们假设 a=1
此时在极坐标系上画出来的笛卡尔曲线
是这颗胖嘟嘟的爱心
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说完了笛卡尔曲线可能有人就要问
这跟地理有什么关系?
当然有 , 数学家有自己秘密的表白暗语
地理学家当然也有 , 那就是
彭 纳 投 影
彭纳投影于公元 100 年
由 Claudius Ptolemy 发明
但是由于 Rigobert Bonne 在 1752 年
广泛使用了这种投影
因此这个投影便以他的名字来命名

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以格林威治为中心的彭纳等积地图投影

彭纳投影是一种伪圆锥地图投影

中央经线投影为一条直线
其他经线为复合曲线
均以中央经线为中心向两侧凸出
且这些经线在每条纬线沿线的间距相等
纬线为沿中央经线等距分布的同心圆弧
这些纬线以距离标准纬线
最近的极点为中心向两侧凸出
两个极点均投影为点
经纬网沿中央经线对称 , 投影轮廓为心形

与我们常见地图的墨卡托投影不同的是
墨卡托投影是等角正切圆柱投影

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图自:天地图
墨卡托投影保证了投影上的任一点的任何方向的
长度比均相等 , 即没有角度变形
这也就意味着使用这种地图进行导航时
能为地图上的两个点之间提供准确的角度

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也正因如此 , 墨卡托投影被广泛应用于
编制航海图和航空图
因为转弯的角度不会发生变形
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