第14.1节:等高线与等值面(多元函数可视化)
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本范例演示了多元函数在三维空间中的等高线(水平曲线)与等值面(水平曲面)的几何表示,通过绘制不同常数k对应的曲线或曲面,直观展示函数值相同的点集在平面或空间中的分布形态。核心数学概念包括多元函数、水平集、等高线、等值面以及梯度与等高线垂直的性质。作图要点:使用GeoGebra的CurveCartesian命令,并设置参数k、b、c、a、d,其中k作为控制等高线高度的滑块,其他参数用于调整函数表达式或定义域范围,从而动态观察不同高度截面的形状变化。适合大学微积分(Calculus III)课程中讲解多元函数图像、偏导数几何意义或最优化问题时的辅助教学,也可用于学生自主探索等高线疏密与函数变化率的关系。
GeoGebra 命令及参数
CurveCartesian((sqrt(9 - k^(2)) * cos(t)), (sqrt(9 - k^(2)) * sin(t)), 0, t, 0, (2 * π)) → cCurveCartesian((sqrt(9 - k^(2)) * cos(t)), (sqrt(9 - k^(2)) * sin(t)), k, t, 0, (2 * π)) → a