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会计学曲线或曲面分为两大类:规则曲线或曲面:可以用一个确切的曲线或曲面方程式来表示。比如,圆和球面(qiúmiàn)、椭圆和椭球面(qiúmiàn)、抛物线和抛物面、正弦曲线、摆线、螺线等。不规则曲线或曲面:不能确切给出描述整个曲线或曲面的方程,是由实际测量中得到的一系列离散数据点用拟合方法来逼近的。一般采用分段的多项式参数方程来表示,由此形成一条光滑连续的曲线或曲面,称为样条曲线或曲面。比如Hermite样条曲线或曲面、Bezier样条曲线或曲面、B样条曲线或曲面等。一、直角坐标表示(biǎoshì)1、显式:y=f(x),如y=sin(x)。2、隐式:f(x,y)=0,如x2+y2=1。3、转换成参数坐标表示(biǎoshì):①一般形式:③隐式表示(biǎoshì)f(x,y)=0的曲线转换成参数坐标表示(biǎoshì):二、极坐标表示(biǎoshì)对任意极坐标曲线ρ=ρ(θ),可利用极坐标与直角坐标变换关系式:x=ρcosθy=ρsinθ极坐标与直角坐标(zhíjiǎozuòbiāo)变换关系式为:x=ρcosθy=ρsinθ三、参数(cānshù)坐标表示曲线的参数(cānshù)坐标一般表示为:x=x(t)y=y(t)参数(cānshù)样条曲线或曲面的常用术语3.插值与逼近(bījìn)插值方法要求建立的曲线或曲面数学模型,严格通过已知的每一个型值点。而逼近(bījìn)方法建立的曲线或曲面数学模型只是近似地接近已知的型值点。5.参数连续性与几何连续性设计一条复杂曲线时,经常通过多段曲线组合而成,这需要解决(jiějué)曲线段之间光滑连接的问题。为保证分段参数曲线从一段到另一段平滑过渡,可以在连接点处要求各种参数连续性条件。0阶参数连续性:记作C0连续,是指曲线(qūxiàn)相连,即前一个曲线(qūxiàn)段的终点与后一个曲线(qūxiàn)段的起点相同。P(1)=Q(0)一阶参数连续性:记作C1连续,是指两个相邻曲线(qūxiàn)段在连接点处有相同的一阶导数。P’(1)=Q’(0)二阶参数连续性:记作C2连续,是指两个相邻曲线(qūxiàn)段在连接点处有相同的一阶和二阶导数。P’(1)=Q’(0)且P’’(1)=Q’’(0)连接两个(liǎnɡɡè)相邻曲线段的另一个方法是指定几何连续性条件。这种情况下,只需相邻两个(liǎnɡɡè)曲线段在连接点处的参数导数成比例而不是相等。一阶几何连续性:记为G1连续,指两个相邻曲线段在连接点处的一阶导数成比例(bǐlì)但不一定相等。P’(1)=Q’(0)(>0)二阶几何连续性:记为G2连续,指两个相邻曲线段在连接点处的一阶导数和二阶导数均成比例(bǐlì)但不一定相等。P’(1)=Q’(0)且P’’(1)=Q’’(0)(>0,>0)4.2二次插值样条曲线(qūxiàn)二次插值样条曲线(qūxiàn)的数学表达式确定系数A1、A2、A3的三个独立(dúlì)条件:根据以上设定(shèdìnɡ)的三个独立条件,可以列出方程组:t=0:P(0)=A1=P1t=1:P(1)=A1+A2+A3=P3(4-2)t=0.5:P(0.5)=A1+0.5A2+0.25A3=P2把求出的三个系数(xìshù)代入到式(4-1)中,可得:P(t)=A1+A2t+A3t2=P1+(4P2–P3–3P1)t+(2P1+2P3–4P2)t2(0≤t≤1)=(2t2–3t+1)P1+(–4t2+4t)P2+(2t2–t)P3(4-4)式(4-5)中的P(t)是一个点向量,在二维平面上它包含了两个坐标值[x(t),y(t)],故式(4-5)的直观(zhíguān)形式可以写成如下形式:例题(lìtí):已知平面三点P1(10,5),P2(20,20),P3(40,15),求这3点确定的二次插值样条曲线。解:曲线方程为:二次插值样条曲线(qūxiàn)的加权合成第i条抛物线段经过(jīngguò)Pi、Pi+1、Pi+2三点,其表达式为:Si(ti)=(2ti2–3ti+1)Pi+(4ti–4ti2)Pi+1+(2ti2–ti)Pi+2(0≤ti≤1)(4-7)一般来说,每两段曲线之间的搭接区间,两条抛物线是不可能(kěnéng)重合的。Si和Si+1两条抛物线在Pi+1和Pi+2两点之间为搭接区间,在该区间内,Si和Si+1不太可能(kěnéng)自然地重合成一条曲线。在加权合成过程中,首先要选择两个合适的权函数。这里(zhèlǐ)选择的两个权函数分别设为f(T)和g(T),加权合成后的曲线用Pi+1(t)表示,则:Pi+1(t)=f(T)·Si(ti)+g(T)·Si+1(ti+1)(4-9)这样(zhèyàng